聚电解质电阻型湿敏材料及薄膜湿度传感器

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1、浙江大学硕士学位论文聚电解质电阻型湿敏材料及薄膜湿度传感器姓名：佘勇申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：杨慕杰;李扬2003.1.1浙江大学颈圭学证论文摘要本文采耀囊自基共浆的方法，巷l蚕74．乙烯瞍啶(4-vinylpyridine，4VP)霸凉水性单体甲熬丙烯酸丁酯[fibutylmethacrylate，nBuMA)的共隙物(4vP．CO。nBuMA)，及溴代正丁烷季黢化甲基两烯酸二攀氨基乙戆与活性硅氧烧攀体共浆物(MEBA-CO·Si)，并采用红外光谱(IR)、元素分析等分析手段对合成的共聚物进行了表征。，，以举胺化4VP-eo—n

2、BuMA为湿敏材料，制备了电阻型漫敏元件，研究了共聚物组成、季胺化时趣、电极结构、制备工艺(浸涂射阅、渡敏液浓度等)对混敏元件响应的影响。发现：疏水性单冗的引入，提高了湿敏冤件的响应线性度鄹灵敏度；季胺化时间的延长，使聚台物季胺化程度提离，漫敏元件阻抗减小；电极叉指间距增大，阻抗增大。以溴代正辛烷季胺化4VP-co-nBuMA为激敏材料，剃备濑敏元件，其具肖响应线往度好、灵敏度离、晌威快、高湿稳定性好等优点。以滨代磁辛烷季胺化4VP—CO—nBuMA(2／I)必聚物僚4得的漫敏元件在33％RH一97％RH内阻抗随湿度蹙对数线性交化达4个数量级00'．1矿

3、Q)，温滞小(<2％RH)，爱敏度高，响应侠(响应时间小于7秒)，高湿稳定性好：在高温(38"c)、高湿(87％RH一93％RH)环境下、通电(1KHz，200mV)72小时，元件响应变化较小。采用1,4．二溴丁烷交联季胺化4VP。CO．nBuMA共浆物，制备了交联型电阻瀑敏元佟。元释其有响艇线往嶷好，最敏度商，涵浠，j、、高漱离淫稳定往酝、耐无水乙醇有机溶剂性能好等优点。其中，交联季胺化17小时配料比为1／1共蒙耪澄敏元件，在33％RFI～95％RH湿度范霞肉，疆抗交纯这3个数量缀(10'-l∥Q)，响应灵敏魔高，几乎无湿滞。戳MEBA-co-Si美豢

4、耪秀滋敏榜料，隶《备了电阻溅澄敏元件。箕其有镌液线性度好、灵敏度高、响应快等优点。通过与纳米ZnO无水乙髀胶体溶液共混，镧备7鸯祝无撬续米复合瀑敏材耩，并采用逶射龟镜(TEM)irJ"复合漫敬貘遴稃了表征。复合尉湿敏元件阻抗减小，响应线性腱好，溉滞小(蛾％RH)，响应快，辩零健好：浸窳(30min)蓠螽羲痰蔻乎不交。用静电吸引自组装法制备了聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)／聚=烯丙基=甲基氯能铵(PDDA)、NaPSS／溪饯歪T烷季蒎纯聚4+乙烯魏蓰(nBuBrP4VP)、聚苯己蒋I蠛大学礤士举位论文烯磷酸镳斛姥ss)缀纯锌(ZnO)、聚秀烯酸键ffAANa

5、)／ZnO疆个髂系魏基缀装续米复合湿敏膜及湿敏元件。采用紫外一可见光谱(vv．Vis)、接触角测试、原子力照徽镶(AFM)等分橱技零辩纳拳复合漫敏貘逶露彳表{垂，发瑗瓣个纳米塞缝装簸仓膜体系都是朦层交祷结构，ZnO纳米粒子均匀分散午有机，无机自缀装膜、／孛。j7／测试了不同体系湿敏膜的感澡特性，探讨了电极结构、感湿液浓度、离子强度、离予强疫、复会貘鼷数、最强层材辩、最内层材料等因素瓣浸敏嚣{孛响应特性的影响。发现：NaPSS／PDDA体系鼹有阻抗低、响应线性度好、漫滞小、响废炔、灵敏度高等优点，其中双层数为25豹漫敏元转农20％R歉毋5％RH湿度范围内具

6、有良好的线性响应，阻抗变化邋4个数攘级(10'-103Q)，灵敏度高。另外，发现将ZnO警{入自缀装体系可以翔快湿敏元件的响癍。采用复阻抗谱分析法，利用Nyquist曲线和Bode模图初疹探讨了交联4VP．co-nBuMA共聚物湿敏元{牛帮爨组装滋敏元件瓣感漫纷为。艚镯麓：4⋯晓慕，誉自母礅喇i蚴姒绀、7L狂浙江大学硕士学位论文AbstractCopolymersof4-vinylpyridine(4VP)、Ⅳithnbutylmethacrylate(nBuMA)(4-VP—CO—BuMA)andmethacryloxyethylbutylammoni

7、umbromidewitllactiveorganosiliconemonomer(MEBA-CO-Si)werepreparedbyradicalcopolymerization，andcharacterizedbyIRandelementanalysis．Resistivetypethinfilmhumiditysensorswerepreparedusingquatemized4-VP—CO-BuMAashumi-sensitivematerials．andtheeffectsofcompositionofcopolymer,quatemizati

8、ontime，electrodestructures，technicalpara