基于rGO@PMMA/PBA复合乳胶膜的电容式非接触传感器制备与性能分析

为解决当下电容式非接触传感器制备过程复杂、传感性能不足以及电介质对性能影响不明的难题,将还原氧化石墨烯@聚甲基丙烯酸甲酯(rGO@PMMA)分散液与聚丙烯酸正丁酯(PBA)胶乳共混后烘干,制备rGO@PMMA/PBA柔性复合薄膜传感器.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪及紫外光谱仪表征复合粒子表面形貌和rGO的吸附性能,使用电感电容电阻测试仪表(LCR表)探究不同介电性薄膜传感器的非接触传感性能.结果表明:氧化石墨烯(GO)吸附到PMMA上出现褶皱表面,经抗坏血酸(Vc)还原后的rGO仍可稳定吸附于PMMA颗粒表面,形成rGO@PMMA复合粒子;当rGO@PMMA/PBA复合膜中复合粒子rGO@PMMA的含量高至10.0％时,rGO@PMMA/PBA复合膜仍然具有柔性;膜的介电常数和导电性随着膜中复合粒子rGO@PMMA填充量的增高不断增大和增强;传感器性能最优时的复合粒子rGO@PMMA填充量为0.20％,此时的传感器具有柔性以及最小的物体感知尺寸和最远的感知距离,并能辨识浅埋沙土下的物体及方位.该研究结果为制备高性能柔性薄膜非接触式电容传感器提供了一种新方法.