CN101135660A - 蒸汽传感器及其材料 - Google Patents

蒸汽传感器及其材料 Download PDF

Info

Publication number
CN101135660A
CN101135660A CN200710109086.1A CN200710109086A CN101135660A CN 101135660 A CN101135660 A CN 101135660A CN 200710109086 A CN200710109086 A CN 200710109086A CN 101135660 A CN101135660 A CN 101135660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
species
conductive particle
resistance
sensor film
film according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200710109086.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101135660B (zh
Inventor
E·J·布洛克
P·C·拉马穆尔蒂
J·斯塔林
B·S·阿马迪奥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Therm O Disc Inc
Original Assignee
Therm O Disc Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Therm O Disc Inc filed Critical Therm O Disc Inc
Publication of CN101135660A publication Critical patent/CN101135660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101135660B publication Critical patent/CN101135660B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G01N27/126—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising organic polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种传感器薄膜组合物，该传感器薄膜用于在传感器如聚合物吸附化学电阻传感器(即，电导传感器)中检测化学分析物。本发明提供了具有低电阻、高电导率、以及较高的温度稳定性和对化学分析物的灵敏度的耐用的传感器薄膜组合物，以及制备这些传感器薄膜的方法。根据本发明的传感器薄膜组合物包括具有聚合物树脂和多种导电颗粒的基质，其中该聚合物树脂包括硅氧烷，且该导电颗粒包括至少两个不同物种。

Description

蒸汽传感器及其材料
相关申请的交叉引用
本申请是于2003年4月11日提交的美国专利申请第10/411,805号的部分继续申请，在此该申请全部引入作为参考文献。
技术领域
本发明涉及传感器薄膜，更具体的说，涉及检测蒸汽分析物的传感器薄膜。
背景技术
对特定目标分析物或化合物的检测对许多应用来说是重要的，包括，例如，检测分析物的浓度是否超过自燃极限。本领域公知，通过根据不同检测机制工作的传感器来检测目标分析物。大多数传感器采用这样的传感元件：其在环境中存在特定分析物时发生物理改变。因此，传感器典型地包括探头，该探头包括传感元件和探头体外壳(包括用于传送输出信号的接线端)。接线端典型地与同样是传感器组成部分的处理器相连，该处理器分析所接收到的、从传感器探头传送到用户接口的输出信号。这样的用户接口典型地包括指示器件，当分析物的浓度值过高时该指示器件向用户传递信号。
很多传感器采用传感器薄膜作为传感元件。当存在分析物时，许多传感器薄膜发生膨胀，体积增加。目前本领域中可用的各种传感器都是利用传感器薄膜的物理变化确定分析物的浓度。这种传感器可以包括光学传感器如纤维光学传感器，其中光束通过光纤投射到传感器薄膜覆层上，监测传感器薄膜的物理变化(例如，折射率或颜色变化)。当分析物被吸附且覆层的物理特性发生变化(包括体积变化)时，这种折射率变化就会发生。其它传感器包括声表面波传感器(SAWS)，其通过传感器薄膜在转换器(transducer)之间投射超声波，还检测传感器薄膜特性的任何变化(主要是质量)，并将这些变化转换成所存在的分析物的浓度。
另一种类型的传感器薄膜是电导传感器，更具体的说，是聚合物-吸附化学电阻传感器。聚合物-吸附化学电阻具有聚合物薄膜传感器，该传感器暴露在含有目标分析物(化合物)的气氛中。对整个聚合物薄膜施加电荷。聚合物吸附目标分析物，这引起薄膜的体积变化，从而引起薄膜电阻的变化。
而且，导电颗粒可以分布在整个聚合物薄膜中，以便在聚合物体积变化时提高对材料中电阻变化的灵敏度。但是，任何依靠因吸附化学分析物而引起的物理变化(即，体积、质量、反射率和电阻)的传感器薄膜通常对与温度相关的体积变化也很敏感。此外，需要增强对化学分析物的灵敏度。而且，在很多应用中仅可以使用小量电流，并需要低电阻传感器。需要这样的低电阻传感器薄膜组合物：该组合物提高对所需化学分析物的灵敏度，同时进一步增加其在温度波动时的稳定性。
发明内容
在一个方面，本发明提供了一种用于检测一种或多种化学分析物的导电性传感器薄膜，其包括含有交联聚合物树脂的聚合物基质和多种导电颗粒。交联聚合物包括硅氧烷单体，多种导电颗粒优选包括至少两种不同种类的导电颗粒。第一种导电颗粒包括表面积小且直径大的碳黑，其N2吸附为大约8至大约25m2/g，DBP为大约1至大约180ml/100g。在一种或多种化学分析物的存在下，传感器基质表现出电阻变化。
在另一方面，本发明提供了一种用于检测化学分析物的低电阻电导传感器薄膜。传感器薄膜包括含有聚合物树脂的聚合物基质和多种均匀地分布在聚合物中的导电颗粒。聚合物包括具有至少一个侧烃基的硅氧烷单体，该侧烃基中的碳原子多于或等于两个。多种导电颗粒包括至少两种不同种类的导电颗粒。第一种导电颗粒包括碳黑。传感器基质的基极电阻显示小于大约700Ohm。
在另一方面，本发明提供了一种用于检测化学分析物的低电阻电导传感器薄膜，其包括含有聚合物树脂的聚合物基质和多种导电颗粒。颗粒均匀地分布在聚合物内。聚合物包括具有至少一个侧烃基的硅氧烷单体，该侧烃基中的碳原子多于或等于两个。而且，多种导电颗粒优选包括至少两种不同种类的导电颗粒。第一种导电颗粒优选包括表面积小且直径大的碳黑，其N2吸附为大约8至大约25m2/g，DBP为大约1至大约180ml/100g。第二种物种选自：高电导率碳黑、包括碳的导电轴向几何颗粒、以及包括镍的颗粒。当传感器在一种或多种化学分析物的存在下时，传感器基质表现出电阻变化。
由下文中提供的说明，本发明的进一步的适用领域将会变得显而易见。应该理解，本发明中显示各种实施方式的具体描述和特定实施例仅仅是为了说明的目的，而不意味着限制本发明的范围。
附图说明
由下述详细描述和附图，将会更完整地理解本发明，其中
图1是示例性化学电阻传感器工作原理的示意图；
图2是根据本发明的能够使用的示例性化学电阻传感器的示意图；
图3是沿图2中3-3线的截面图；
图4是示例性传感器薄膜区域的详图；
图5是聚合物吸附化学电阻的基质聚合物薄膜工作原理的示意图；
图6是对现有技术的导电颗粒传感器基质与本发明的一个方面进行比较的电阻-时间曲线图；
图7是显示同时包括碳黑和镍导电颗粒的本发明的各种实施方式中温度和蒸汽比的曲线图；
图8是显示同时包括碳黑和镍导电颗粒的本发明的各种实施方式中温度和蒸汽比的曲线图；
图9是显示对于同时具有低电导率和高电导率碳黑颗粒的本发明的实施方式，传感器薄膜组合物在目标分析物的存在下，电阻随时间变化的曲线图；并且
图10是显示对于同时具有低电导率和高电导率碳黑颗粒的本发明的另一个实施方式，传感器薄膜组合物在目标分析物的存在下，电阻随时间变化的曲线图。
具体实施方式
下面的描述仅是为了举例说明，而不是以任何方式来限制本发明、其应用或其用途。
本发明提供了一种具有改进的温度稳定性且对分析物的灵敏度更高的传感器薄膜。因此，当与一种或多种分析物接触时，传感器薄膜表现出电阻变化。而且，在本发明的各种实施方式中，传感器中的传感器薄膜表现出相对低的基极电阻。开发对一种或多种化学分析物具有优越的灵敏度同时对温度波动表现出稳定性、尤其是用于低电阻应用的耐用的传感器薄膜要面对许多挑战。特别是，选择用于形成传感器薄膜的聚合物基质中的导电颗粒要面对许多挑战。通常，由于基质内潜在的相分离和迁移，难以稳定和保持这些导电颗粒的均匀分布。优选的传感器是耐用的，并且能够承受机械冲击、振动和热冲击，包括为长期使用而使多种导电颗粒能够保持基本均匀地分布。然而，某些需要的导电颗粒物种可能难以处理。因此，根据本发明的各个实施方式，导电聚合物基质包括聚合物树脂和包括至少两种不同种类的多种导电颗粒，其中导电颗粒基本均匀地分布在基质内。导电颗粒物种的组合表明两者之间彼此相容并且与聚合物树脂相容，其稳定性提高、分析物检测能力提高、且电导率提高，因此具有低电阻。
根据背景技术，图1大体上描绘了示例性化学电阻传感器10的主要部件及其工作原理。传感器10通常包括化学电阻传感器探头12、控制单元14以及用户接口16。传感器探头12与外界环境17相互作用以检测分析物或目标化学组合物18是否存在。传感器探头12根据对外界环境17中分析物18的连续检测，产生原始输出信号19a。原始输出信号19a由控制单元14处理。控制单元14将计算出的输出信号19b输出到用户接口16以替换来自传感器探头12的原始输出信号19a的分析。用户接口16将传感器10的信息提供给外部用户，信息的范围可以是从简单的报警信号到复杂的计算机处理结果。
一般如图2所示，显示了与本发明教导传感器薄膜组合物相容的聚合物吸附化学电阻传感器探头12的例子。传感器探头12通常由传感器外壳20、被传感器外壳20的一部分覆盖的电导传感器薄膜22(图2及图3)、一对任选地安装在传感器下部并与传感器接线端26相接的电极24、以及防护帽28。对于电极，另一种传感器实施方式是可行的：其中接线端26直接插入传感器薄膜22中，并且起与电极24相似的作用(即，通过传感器薄膜22传导电流)。
传感器外壳20包括第一直径部分30和第二直径部分32，其中第一直径部分30的直径小于第二直径部分32。第一直径部分30包括传感区34。传感区34包括位于传感区34的第一控制表面38之内的两个孔36。在两个孔36之间的是横贯传感区34延伸的凹陷的第二控制表面40。第二控制表面40略微低于第一控制表面38而凹陷。
如图3所示的是沿图2中线3-3的截面图，每一个电极24均位于孔36之上。接线端26附在电极24上，并且延伸穿过第一直径部分30和第二直径部分32。接线端26从第二直径部分32的下部42处的外壳20穿出。电极24和接线端26都是由导电材料制成的，优选金属。具体参考图4，每一个电极24都包括平行于第一控制表面38且与孔36大致等宽的水平多孔板或筛网。各电极24相互连接组成通往接线端26的导电通路。重新参考图2和图3，接线端26的第一水平部分46与位于孔36中的传感器薄膜22直接或间接接触，以检测传感器薄膜22的电阻变化。从第一水平部分46延伸的是第一垂直部分48。第一垂直部分48延伸穿过第一直径部分30并进入第二直径部分32，在那里第一垂直部分48转变成为内末端弯管50，其结束于外部接线端52(也就是末端导线)。
在第一垂直部分48到内末端弯管50之间的转接点，每个接线端26都具有孔54。孔54在制造过程中收纳了定位杆(图中未标出)，使电极24在外壳20中更准确地定位。内末端弯管50延伸为外部接线端52，该外部接线端52从第二直径部分32的下方42伸出。外部接线端52从外壳20伸出适当长度，以便与合适的报警设备(如报警器)的相应插口(未标出)相连接。
图3所示的是图1和图2中传感区34的详图，传感器薄膜22包括遍布分布有导电微粒62的聚合物60。接线端26延伸通过传感器探头外壳20的壳体64，并与电极24电连接。电极24伸入到传感区34和传感器薄膜22中。电极24优选安装在表面附近，并进一步穿过传感器薄膜以获得平稳的电流分布。优选的传感器薄膜22的构造包括遍布传感器薄膜22体内同质(即，均匀地)分布的导电颗粒62，该传感器薄膜22形成导电聚合物基质66。“同质”的意思是指颗粒基本均匀地遍布基质而分布，这样由电荷不均匀和/或局部化所引起的任何有害效应被降低至最低。“基质”一般是指导电填充颗粒均匀地遍布聚合物树脂分布的聚合物体系。
导电聚合物基质66位于第一控制表面38上，以使基质66填充孔36，并跨越第二控制表面40的中心。基质66填充孔36，这样基质66直接或间接地与两个电极24电连接。当聚合物基质66接触目标分析物时，基质66膨胀而使体积增大。
传感器薄膜22的聚合物树脂60可以是容易吸附目标分析物或化合物的任何聚合物，这种吸附通过传感器薄膜22的表面与外部环境17的周围大气之间产生的气-固界面、以与周围大气中目标分析物浓度成正比的速度进行。这样，可以在所吸附的分析物质量与周围大气中分析物的浓度之间建立关联。在图示的示例性传感器探头12中，传感器薄膜22的体积变化与大气中存在的目标分析物的浓度相关，并且进一步与传感器薄膜22的电阻相关。特别关注的是检测汽态烃类化合物分析物如一种或多种挥发性有机化合物(VOC)的传感器薄膜22。用于检测VOC的相容性聚合物包括硅氧烷聚合物。在本发明中将提供多种硅氧烷基聚合物，并在下面进一步讨论。
如图5所示，聚合物吸附化学电阻传感器探头12的工作原理中涉及在正极导线70和负极导线72之间通过传感器薄膜22施加电流。优选正极和负极导线70、72如图2和图3中所示的电极24。导电颗粒62遍布传感器薄膜22分布以改善其导电性。通过监测正负极导线70、72之间横跨(across)传感器薄膜22的电流和电势差，测量横跨(across)传感器薄膜22的电阻，这种电阻测量典型地通过与传感器探头相连的处理或控制单元14(图1)来测量。电阻值随着导电颗粒62之间的距离“d”而变化。当导电微粒62之间的距离“d”增加时，电阻与其成正比关系从而增加。如果“d”降低，电阻也降低。因此，传感器薄膜22的体积的任何增大或减小会影响总的电阻测量结果。当检测到正负极导线70、72之间的电阻发生变化时，用户接口16(图1)提供下述信号：该信号指示存在与传感器薄膜22有亲和力的物质。因此，通过电极70、72检测到的传感器薄膜22的电阻变化指示存在目标分析物。传感器薄膜22的体积可能因下述因素增加：温度变化、以及化合物或目标分析物被吸附到传感器薄膜22的聚合物中。本发明的一个方面涉及使传感器薄膜22因温度引起的体积变化的影响最小化，并且使对化合物的吸附以及传感器薄膜22对化合物的灵敏度最大化。而且，本领域专业技术人员可以理解的是，希望多种导电颗粒62基本均匀地分布在传感器薄膜22内以消除可能发生的任何潜在的局部变化。
而且，颗粒分布的长期稳定性和维持对于长期使用时装置的精确度来说是重要的。潜在的相分离和颗粒通过基质的迁移能够引起导电颗粒横跨传感器薄膜的空间变化，这能够影响传感器薄膜精确测量目标分析化合物存在的能力。长期精确度对于传感器操作是至关重要的参数。而且，在本发明的一些实施方式中，传感器适用于低电流的应用中。多种导电颗粒的电导率提高能够有助于减少必须施加的电流量，因此电导率提高允许本发明的某些实施方式在低电流/低电阻的应用中用作低电阻传感器。“低电阻”的含义是传感器薄膜基质所显示的基极电阻小于或等于大约1kOhm，更优选小于或等于大约700Ohm，任选地小于或等于大约100Ohm，任选地小于或等于大约50Ohm，任选地小于或等于大约1Ohm，并且在某些情况下小于或等于大约100mOhm，在一些实施方式中，小于或等于大约50mOhm。基极电阻可以通过下述方式获得：在与分析物接触之前，在0时间、室温和压力(例如，21-26℃和1 atm psia)下测量电阻。对于非常低电流的应用，例如使用可移动电源如电池远程操作的应用，优选传感器的基极电阻小于或等于大约50Ohm，任选地小于或等于大约10Ohm，任选地小于或等于大约1Ohm，任选地小于大约500mOhm，任选地小于大约100mOhm，并且在某些情况下小于或等于大约50mOhm。
“大约”在应用于数值时表示计算值或测定值允许数值有一些微小的不准确(有些接近准确的数值；大约或相当接近该数值；几乎等于该数值)。另外，如果因为某些原因，“大约”所提供的不准确不能被本领域理解为其一般含义，则此时所使用的“大约”表示数值的可能变化范围为5％。
此外，优选传感器薄膜对一种或多种目标化学分析物具有有效和提高的灵敏度，同时使对温度的交叉灵敏度(许多化学电阻器薄膜在所接触的温度升高时显示与分析物浓度无关的电阻增加)最小化。传感器的这些功能可以表示为总电阻，以及“蒸汽比”和“温度比”。蒸汽比通过下述方式计算：测量传感器薄膜与目标分析物接触0秒和20秒时的电阻，然后用20秒电阻除以0秒电阻。优选蒸汽比尽可能最大。因此，优选蒸汽比大于大约10，更优选大于大约20，甚至更优选大于大约25。为获得温度比，在第一温度25℃和第二温度65℃测量电阻，然后用65℃电阻除以25℃电阻得到温度比。理想状态下，温度比达到0则表示没有发生因温度变化而引起的电阻变化。在实践中，优选温度比小于大约5，更优选小于大约3。
因此，在多个实施方式中，本发明提供了一种具有多种导电颗粒的聚合物基质，其包括至少两种不同种类的导电颗粒的组合以增强传感器的作用。最优选导电颗粒的第一物种包括碳黑，但是任何数目的导电颗粒组合在本发明的预期中。
根据本发明的各种实施方式，本发明的一个物种优选包括特别有效的碳黑材料，其具有相对小的表面积数值和DBP吸收数值，大体上，其是粒径较大且聚集体尺寸较小的导电颗粒。碳黑颗粒的特征可以是粒径、单位重量表面积、以及结构。通常在表面积和粒径之间存在相关性，较小的颗粒直径产生较大的表面积。同样，较小的表面积数值通常表示粒径较大。表面积通常通过氮吸附(N2)水平来测量，其数值单位是m2/g。氮吸附的具体测量程序如，例如，ASTM测试方法D3037-91所述。用作根据本发明的一种物种的导电碳黑颗粒优选具有大约8至大约25m2/g的氮吸附数值(单位重量表面积)。这些碳黑物种最优选的氮吸附范围是大约10至大约15m2/g。
导电碳黑颗粒的特征在于形成聚集体的单个颗粒的结构或构型。结构可以根据检测方法ASTM D2414，通过邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量进行检测，其中将DBP加入到100克碳黑中，然后混合以得到DBPml/100g的数值。扭矩的急剧增加对DBP值起到决定性作用。这个试验通过测量颗粒聚集体的尺寸说明颗粒的结构。当选择碳黑作为多种导电颗粒物种之一时，DBP的变化范围优选为大约1至大约180ml/100g。
碳黑可以通过多种加工条件形成，形成方法通常与碳黑的物理参数有关。碳黑的两种主要形式是通过热解或天然气裂解形成的热碳黑。炉黑是在不完全燃烧炉工艺中形成的，该工艺一般是将富含碳的油基进料在高温下燃烧或氧化。炉黑通常具有小粒径，而热碳黑往往具有最大粒径的碳黑。细粒热碳黑的平均粒径范围是大约100至200nm，被分类为N800系列的碳黑。一种特别优选的细粒热碳黑是N880型，其平均粒径是有变化的，但通常在大约90至120nm之间。满足上述导电颗粒物种之一的优选物理特性范围的市售导电碳黑颗粒的例子包括：日本Asahi Carbon Co.，Ltd.生产的Asahi 15HS或AS N880；或者加拿大艾伯塔省的Cancarb Ltd.生产的CC N880；以及马塞诸塞州波士顿的Cabot Corporation生产的Spheron5000或Spheron6000等。优选的平均粒径范围为大约90至大约400纳米，优选小于200nm，最优选小于大约150nm。一种特别优选的大粒径碳黑是Asahi 15HS，其平均粒径在大约100至大约l30nm之间，N2吸附为大约14m2/g，DBP为大约85ml/100g，且密度为大约1.8g/cc。
已经证明，使用上述优选导电碳黑颗粒作为化学电阻传感器薄膜22中的导电颗粒物种之一，相对于现有技术中使用的导电颗粒，显著地提高了传感器膜22对化学分析物的灵敏度。在图6中，当将探头安装在溶剂上方14.3cm处时，显示电阻随时间变化的百分比的试验数据显示了对暴露处于8.5升容器中50毫升二甲基丁烷溶剂的传感器灵敏度。本文所述的所有对照物和试验样品都是用3-5％乙烯基甲基硅氧烷/35-75％辛基甲基硅氧烷/20-62％二甲基硅氧烷三元共聚物(购自Gelest公司，商品名为VAT 4326)。对照物1是在化学电阻传感器中使用的典型的导电碳黑颗粒，其N2值为1475m2/g，且DBP值为365ml/100g，该颗粒是伊利诺斯州芝加哥的Azko Nobel Company生产的EC 300J。对照物2以前也被用作化学电阻传感器的导电碳黑，其N2值为26m2/g，且DBP值为65ml/100g，该产品是乔治亚洲Marietta的Columbian Chemicals公司生产的市售Raven41OP产品。对照物3是具有常规导电碳黑颗粒的基质，其N2值为43m2/g，且DBP值为121ml/100g，该颗粒是Cabot公司的市售N550。例子A是传感器薄膜中的小表面积和大直径的导电碳黑颗粒，其N2值为14m2/g，且DBP值为85ml/100g。例子A中的导电碳黑颗粒是，例如，可得自日本新潟Asahi Carbon Company，Ltd.的市售产品，商标为Asahi 15HS；例子B也具有小表面积的大导电颗粒，该颗粒的N2值为10m2/g，且DBP值为30ml/100g，其是得自加拿大艾伯塔省Cancarb公司的市售N880。如图6所示，当与对照物1、2、3相比时，例子A和例子B中的碳黑被证实在短时间内出现电阻升高。例子A、例子B中的电阻变化更快，显示了对周围环境中分析物的存在的灵敏度更高。而且，下表1中的数据显示了达到65℃时的电阻的时间、65℃时的电阻的两倍数值、以及达到相应数值所用的时间，证明例子A、例子B的反应时间大为改善。
表1
对照物1 对照物2 对照物3 例子A 例子B
3-5％乙烯基甲基硅氧烷/35-75％辛基甲基硅氧烷/20-62％二甲基硅氧烷三元共聚物 96.9 96.9 96.9 96.9 96.9
碳黑(phr) 5 55 35 175 50
25℃时的电阻(kOhm) 18.0 23.9 20.3 26.9 28.0
65℃时的电阻(kOhm) 17.8 31.9 28.1 48.0 73.7
65℃时的电阻的两倍(kOhm) 35.5 63.7 56.2 95.9 147.3
达到65℃时的电阻两倍时所用的时间(秒) >1800 1320 1335 1215 975
根据本发明的各个实施方式，多种导电颗粒优选包括导电颗粒的混合物，该混合物包括至少两种物种，即，第一导电颗粒物种和第二导电颗粒物种。优选第二物种是与第一物种和聚合物树脂相容的导电颗粒。当第一物种被选择为粒径大且表面积小的碳黑时，已经观察到这种颗粒通常都具有低电导率。颗粒的电导率通常以电阻来表示。在一些实施方式中，第二物种与第一物种相比具有较高的电导率或较低的电阻。此外，如下面的详细描述，在某些实施方式中，优选基质中第一物种的存在浓度比第二物种高，这样不同物种的组合为传感器提供了意想不到的性能改善，即使电导率较高的第二物种以相对低的浓度存在。在各种实施方式中，不同物种组合的导电颗粒为传感器薄膜基质提供了较高的电导率和较低的电阻，该颗粒组合包括对化学分析物具有较高灵敏度且对温度波动具有较高稳定性的第一物种、以及与之结合的具有高电导率但是以相对低的浓度提供的第二物种。
在某些实施方式中，一种物种被选择为导电金属颗粒。对于本领域技术人员显而易见的是，金属颗粒具有高密度和相对大的平均粒径，因此典型的导电金属颗粒在聚合物基质薄膜中显示是分离的。导电金属颗粒的选择高度依赖于其与多种导电颗粒中所选择的其它物种的物理相似性。在某些实施方式中，表面积小且直径大的碳黑颗粒包括第一物种，在这些实施方式中，优选导电金属颗粒的物理特性类似于其它物种。
这些导电金属的例子包括镍、金、银、锰、铜、铁、钻、镁、铝、它们的混合物和合金。特别优选的导电金属颗粒包括金和银。一种特别优选的导电金属是镍。对第一物种是大粒径碳黑的实施方式来说，导电镍成分具有相对高的电导率、良好的化学和物理稳定性、以及相似的物理尺寸(为优选碳黑化合物粒径的大约5倍)和相对低的密度。因此，在某些实施方式中，镍颗粒的优选平均粒径为大约200至大约500nm。而且，镍的密度为大约9g/cc。在其它实施方式中，导电颗粒包括金和/或银，这两种金属各自的密度分别为10g/cc左右，且最大粒径为大约500nm。已经观察到当大粒径碳黑被选择为第一物种且包括镍的颗粒被选择为第二物种时，导电颗粒在基质中是稳定的，并且经过较长时间后不会发生相分离。在某些实施方式中，当第一导电颗粒物种是大粒径碳黑且第二导电颗粒物种包括镍时，传感器薄膜的基极电阻小于或等于大约700Ohm，任选地小于或等于大约600Ohm。
合适的导电镍颗粒的一个例子是具有精细结构和大表面积的丝状镍粉，其平均粒径为大约500nm至大约1μm，表观密度为大约0.5g/cc，且BET表面积为大约1.5至大约2.5m2/g，其作为新泽西州Wyckoff的Inco公司的Extra Fine Nickel Powder Type 210在市场上销售，且其平均粒径为大约200至大约500nm。当电导传感器薄膜包括多种颗粒，其中第一物种是表面积小且粒径大的碳黑颗粒、第二种物种是导电镍粉时，优选第一物种的用量为大约140份/100份树脂(phr)，且第二物种的用量为大约30份至大约40份/100份树脂(phr)。在某些实施方式中，表面积小且粒径大的第一物种与第二物种镍粉的重量比为大约3∶1至大约10∶1。
在某些实施方式中，一种物种包括高电导率碳黑颗粒。如上所述，大粒径碳黑的电阻大于大约1kOhm，表明其具有相对低的电导率。在某些实施方式中，这种低电导率碳黑颗粒可以与高电导率的颗粒组合。在一些实施方式中，这种高电导率颗粒是高电导率碳黑。在一些方面，“高电导率”通常是指电阻小于大约100Ohm、任选地小于大约10Ohm的碳黑颗粒，其包括超导碳黑(super-conductive carbon black)、超导碳黑(extra-conductive carbon black)。这种高电导率碳黑颗粒的典型N2吸附值(每单位重量表面积)为大约35至大约1500m2/g，且其密度为大约1.6至大约1.8g/cc。通常认为高导电碳黑颗粒具有大表面积。而且，这些颗粒的平均粒径优选小于大约130um，任选地小于大约100μm，任选地小于50μm，任选地小于大约1μm，任选地小于大约400nm，在一些实施方式中小于大约150nm，且在某些实施方式中为大约12至40nm。DBP吸附反映了其结构复杂，并优选大于大约150ml/100g，且在某些实施方式中大于300ml/100g。在某些实施方式中，当第一导电颗粒物种是粒径大且电导率低的碳黑并、且第二物种是高电导率碳黑时，传感器薄膜的基极电阻小于或等于大约50Ohm。
应该注意到，高电导率碳黑颗粒通常具有复杂的结构(highstructure)，这使得其在加工过程中容易吸附聚合物树脂。这样，当这些复杂结构的颗粒混合进聚合物树脂中形成基质时，粘度显著增加，这增加了这些材料在加工过程中的应用难度。根据本发明的某些实施方式，高电导率碳黑颗粒包括在多种导电颗粒中，其浓度不会对传感器薄膜材料的加工和组装造成负面影响，但是能够增加电导率，且能够形成低电阻传感器。而且，如图6所示，当高电导率碳黑(即，对照物1中的EC 300 J)本身在传感器基质中使用时，其在识别目标分析物时不如例子A和B的表面积小且粒径大的碳黑一样有效。
合适的高电导率碳黑的例子包括，例如，VULCANXC-72、BLACK PEARLS2000(两者都是Cabot公司的市售产品)；KETJENEC-300J和KETJENEC-600J(两者都购自Azko Nobel公司)；以及PrintexXE-2(购自德国的Degussa公司)。特别优选的高电导率碳黑包括BLACK PEARLS2000、KETJENEC-300J和EC 600J。
在第一物种包括粒径大且表面积小的碳黑、且第二种物种包括电导率高且表面积大的碳黑的实施方式中，第一物种与第二物种的重量比为大约8∶1至大约15∶1。在某些实施方式中，第一导电物种的存在量为大约140至大约150份/100份树脂，且第二导电物种的存在量为大约10至大约15份/100份树脂。第一物种和第二物种的浓度和比率变化在本发明的预期中，当高度导电的第二物种浓度增加时，传感器薄膜电阻下降，但是，在加工和可能进一步损失对目标分析物的灵敏度之间难以求得平衡(例如，当粒径大且表面积小的碳黑浓度降低时)。
在某些实施方式中，具有导电颗粒的传感器薄膜基质包括下述物种：该物种包括具有轴向几何形状的导电颗粒如纤维、金属丝、针状单晶、细丝等。这种具有长轴的圆柱形或棒形颗粒具有轴向几何形状。通常，圆柱形(例如，棒或纤维)的高径比(AR)被规定为AR＝L/D，其中L是长轴的长度，且D是圆柱体或纤维的直径。适合在本发明中使用的示例性轴向几何颗粒通常具有高的高径比，其范围在例如大约500至5,000。
导电轴向几何颗粒的一种特殊类型是纤维。合适的纤维包括碳，并且可以是石墨的形式(即，六角形结晶碳)。碳纤维通常是通过将基于聚丙烯腈(PAN)、石油沥青或人造纤维的纤维前体碳化或石墨化而生产的。碳纤维和石墨纤维在不同温度下制造和热处理；但它们的碳含量各不相同。碳纤维经常被称为“纤维束(tow)”，其是连续细丝的未捻束，通常标注为几千的编号(在每个纤维束编号后标以k)。一种合适的碳纤维是磨碎或粒化的碳纤维，其由PAN前体制成，具有高电导率、高强度、高弹性模量和低密度。一种这样的碳纤维是来自SGLCarbon Group公司的市售产品C10 M250 UNS，该产品是磨碎的碳纤维，其纤维直径为大约8μm，平均纤维长度为大约135μm，电阻为大约18μOhm，且纤维密度为大约1.75g/cc。
在本发明的某些实施方式中，其中多种导电颗粒包括碳黑作为第一物种、以及碳纤维作为第二物种，碳黑与碳纤维的重量比的范围是从大约1∶1至5∶1。例如，一个优选比率是大约4∶1。在其中第一导电颗粒物种是大粒径碳黑且第二导电颗粒物种是碳纤维的某些实施方式中，传感器薄膜显示的基极电阻小于或等于大约50mOhm。
在表2中，试验数据反映了包括多种导电颗粒的传感器(其中粒径大且表面积小的碳黑是第一物种，而粒化的碳纤维是第二物种)与对照传感器(不具有多种导电颗粒物种)相比时的比较结果。表2中的结果显示了与传感器工作和对暴露于50％LFL环己烷的灵敏度有关的多种参数。本文所述的所有对照物和实施例均是用3-5％乙烯基甲基硅氧烷/35-75％辛基甲基硅氧烷/20-62％二甲基硅氧烷三元共聚物(得自Gelest公司的VAT 4326)与SIP 6829(铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷催化剂复合物)制备。它们每个都是在PV-探头上制备的，与图1中所示类似，在130℃下涂覆并固化8小时。对照物4含有用于化学电阻传感器的碳黑颗粒，其N2值为大约14m2/g，且DBP为85ml/100g，其是得自Asahi Carbon Company的市售产品15HS。
实施例C是根据本发明某些实施方式的传感器薄膜基质，其包括75phr的Asahi 15HS碳黑(购自Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为大约14m2/g，且DBP为85ml/100g)和73phr磨碎的碳纤维(具体是得自SGL Carbon公司的C10 M250 UNS)，其中在聚合物基质中具有148phr的多种导电颗粒的混合物以及对照物4中所述的聚合物系统。实施例D是碳黑和碳纤维的混合物，其中基于phr，碳黑与碳纤维的用量比为大约139.1∶32.1，或大约80％的碳黑和大约20％的碳纤维，且导电颗粒以171phr与聚合物混合。同样，基于phr，实施例E也是碳黑和碳纤维的大约148.2∶34.2的混合物，其中导电颗粒以182phr加入至传感器基质中。同样，基于phr，实施例F也是碳黑和碳纤维的大约130∶30的混合物，其中导电颗粒以160phr加入至传感器基质中。应该注意的是，曾尝试制备仅有磨碎的碳纤维的样品，具体是磨碎的C10 M250 UNS纤维，但该样品不能进行加工，因为它太干燥不能在探头表面上形成传感器薄膜。
如表2所示，实施例C、D、E和F的大粒径碳黑和碳纤维的混合物证明传感器薄膜基质的电阻显著降低。如前所述，对于传感器薄膜的设计来书，理想的是尽量增加蒸汽比并尽量减小温度比。实施例D和E显示其蒸汽比与碳黑对照物4是相当的。而且，实施例F的温度比稍低一些，其获得的有益效果是电阻的显著降低。
表2
对照物4 实施例C 实施例D 实施例E 实施例F
3-5％乙烯基甲基硅氧烷/35-75％辛基甲基硅氧烷/20-62％二甲基硅氧烷三元共聚物(phr) 81.46 81.46 81.46 81.46 85.867
 7-13％羟甲基烷氧烷/87-93％辛基甲基硅氧烷共聚物(phr) 18.5 18.5 18.5 18.5 14.133
催化剂SIP 6829 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45
碳黑(phr) 144 75 139.1 148.2 130
碳纤维(phr) 73 32.1 34.2 30
0秒时的电阻(kOhm) 23.2 0.43 0.36 0.37 0.107
20秒时的电阻(kOhm) 636.8 2.5 7.3 9.7 0.81
25℃时的电阻(kOhm) 30.4 0.42 0.36 0.37 0.308
65℃时的电阻(kOhm) 70.6 1.2 1.2 1.2 0.371
蒸汽比 27.4 5.9 19.9 26.0 7.6
温度比 2.3 2.8 3.2 3.2 1.20
本领域技术人员要理解的是，多种导电颗粒可以包括除第一和第二物种之外的其它物种。因此，多种导电颗粒可以含有三种或更多种不同的导电颗粒，形成多种导电颗粒混合物。本领域技术人员可以认识到，可用于本发明的导电颗粒62的其它合适例子是，例如，铂、镍涂覆的石墨纤维(NCGF)、石墨(即，六角形结晶碳)、上面没有提及的其它碳黑、以及导电的金属硼化物、氮化物或碳化物。此外，添加的多种导电颗粒的总量取决于所选择颗粒的自身特性，但其范围可以是总混合物重量的大约25％至大约75％。导电颗粒62遍布聚合物基质60中的分布可以通过下述方式实现：在涂覆在传感器探头12上之前，将导电颗粒62混合在聚合物混合物中形成基质混合物，该基质混合物形成传感器薄膜22的聚合物基体60。如上所述，优选导电颗粒62遍布聚合物基质基体60而均匀分布，以提高电阻测量值的一致性。
在本发明的多个实施方式中，传感器薄膜22包括含有硅氧烷的聚合物树脂。本文所使用的“硅氧烷聚合物”是指具有硅和氧的基本骨架且具有可以相同或不同的侧取代基的交联聚合物，其通常被描述为结构重复单元(-O-SiRR′-)n，其中R和R′可以是相同或不同的侧取代基，n可以是2以上的任何数值并且表示聚合物骨架中SRU的重复数目。因此，这些硅氧烷聚合物通常包括至少一个硅氧烷单体或SRU。在本领域中，硅氧烷聚合物也称为“硅树脂”聚合物。硅氧烷聚合物可包括聚杂硅氧烷，其中侧基和/或结构重复单元可以是不同实体(具有不同的侧取代基)，例如，由SRU标称结构式(-O-SiRR′)n-(-O-Si-R″R″′)m描述的硅氧烷共聚物，其中R和R′是与R″和R″′不同的侧基。而且，R和R′可以是彼此不同的，同样对于R″和R″′也是一样的。这种硅氧烷聚合物可以用任何种类的端基封端，例如，三甲基甲硅烷基((CH3)3Si)封端的硅氧烷、或乙基乙烯基封端的硅氧烷。
在本发明的一个优选实施方式中，传感器薄膜的聚合物是交联的二甲基硅氧烷(-O-SiRR′)n，其中R和R′都是CH3。这种侧基可以被称为“支链”，表示附着在硅氧烷骨架上的侧基。
在本发明的另一个优选实施方式中，传感器薄膜22包括交联的硅氧烷聚合物基体，其中硅氧烷聚合物骨架具有至少一个带有大的侧烃取代基的单体，该侧基由结构重复单元的标称通式(-O-SiRR′)n中的R′代表。本文所使用的“侧烃基”包括任何具有两个或更多个碳原子的侧烃基或来自烃的侧基。这种侧烃基的例子包括：大于乙基的烷基和芳基、支链烷基、芳香烃、包括极性基团修饰的烃化合物、或其混合物。极性基团修饰的烃将极性分子或分子基团并入侧烃基结构中，其作用是赋予整个侧基以极性。这种极性原子或基团可以包括，例如，氧、氮或氨、氰基或羟基。优选的侧烃基的例子包括但不限于：乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、苯基、烷基苯基、环戊基和苯丙基。特别优选的侧烃基是具有8个或更多个碳原子的烷基(辛基或更高的基团)。其它优选的包括极性基团的侧烃基包括，例如，丁基化芳氧基丙基、N-吡咯烷酮丙基、氰基丙基、苄基三甲基氯化铵和羟烷基。
这种具有大的侧烃基的硅氧烷的一个例子包括形成辛基甲基硅氧烷单体的辛基侧烃基。优选根据本实施方式的硅氧烷聚合物是交联的，因此其也含有能够在随后的固化或交联过程中进行交联的官能团。优选的交联硅氧烷聚合物包括那些具有至少一个大的侧烃基取代基的聚合物(包括均聚物和共聚物)。本文所使用的术语“聚合物”包括均聚物和共聚物。术语“共聚物”通常是指具有相互聚合的两种或更多种单体的聚合物结构，且包括例如具有三种组合单体的三元共聚物的聚合物。“均聚物”是指由一种单体组成的聚合物。具有共聚物(例如，三元共聚物)结构的优选交联硅氧烷的一个例子是聚(乙烯基甲基硅氧烷/辛基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷)。因此，三元共聚物结构具有在与交联剂或固化剂接触时能够交联的乙烯基官能团。三元共聚物中单体数量的范围包括(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(35-75％辛基甲基硅氧烷)/(20％-62％二甲基硅氧烷)，其中辛基是被加入到硅氧烷单体中的侧烃基R′，且R是甲基侧基。根据本发明的优选的具有大的侧烃基的交联硅氧烷的另一个例子是聚苯基甲基硅氧烷，其中苯基是大的侧烃基，且该聚合物具有乙烯基端基以进行随后的交联。
在某些实施方式中，具有大的侧烃基的三元共聚物进一步与另一种聚合物反应。通常优选另一种聚合物包括硅氧烷，并且如上所述其可以是具有能够交联的官能团的均聚物或共聚物。因此，在本发明的一个实施方式中，另一种共聚物包括聚二甲基硅氧烷。在另一个实施方式中，另一种共聚物包括进一步包括另一个大的侧烃基的硅氧烷共聚物。例如，一种合适的聚合物包括(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)，其平均分子量为大约6,000，且其能够与上述第一种三元共聚物进行交联。
通过以常规方式进行聚合，将大的侧烃基掺入进单体中(该单体被进一步掺入进根据本发明的聚合物中)。这种具有侧基的单体优选通过掺入反应官能团(例如，环氧基、胺、巯基、甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯、乙酰氧基、氯；氢化物或乙烯基；或羟基)进行官能化以促进通过聚合掺入进硅氧烷骨架中，例如通过本领域公知的常规方法。在上述聚(乙烯基甲基硅氧烷/辛基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷)的情况下，辛基甲基硅氧烷单体与其它单体二甲基硅氧烷和乙烯基甲基硅氧烷一起掺入进共聚物中，其中优选辛基甲基硅氧烷单体的存在范围是大约35％至大约75％。辛基甲基硅氧烷单体替换了二甲基硅氧烷单体。在聚苯基甲基硅氧烷的情况下，除了具有乙烯基端基的硅氧烷聚合物(例如，二甲基乙烯基封端的硅氧烷)的末端之外，基本上所有的聚合物链都包括苯基甲基硅氧烷单体。这种单体的范围是示例性和不受限制的，并且取决于所使用的单体各自的具体特性。优选尽量增加硅氧烷聚合物中大的侧烃基的用量，因为已经显示在硅氧烷基聚合物传感器薄膜中尽量增加大的侧烃基用量会增加整体的温度稳定性和分析物灵敏度。
在(通过常规聚合反应)形成大侧烃基硅氧烷类共聚物(或多种不同的共聚物)之后，(多种)聚合物在掺入进传感器薄膜后进一步进行交联。这种交联可以通过常规方法进行，例如接受照射或接触过氧化物、通过缩合反应而湿固化、或者在催化剂的存在下进行氢化硅烷化(hydrosilylation)反应。本领域技术人员可以认识到，本发明可以使用任何对硅氧烷聚合物进行交联的方法。优选的交联方法是在催化剂的存在下进行氢化硅烷化反应，该反应通常可以在较低温度下进行，该方法对于交联程度的控制度较高。
通过氢化硅烷化进行的交联反应通常需要催化剂和交联剂(固化剂)，该交联剂(固化剂)与硅氧烷聚合物内至少一些侧基上与可接触到的官能团反应。氢化硅烷化交联反应的一个例子包括，例如，聚乙基氢化硅氧烷和羟甲基硅氧烷/辛基甲基硅氧烷共聚物作为交联剂在铂催化剂的存在下得到交联的硅氧烷聚合物。聚乙基氢化硅氧烷可以是宾夕法尼亚洲Tullytown的Geles公司的市售产品HES-992。氢化硅烷化反应促进了官能团位点上相邻的硅氧烷链之间的交联。在本发明中用于氢化硅烷化的其它可用的催化剂系统(除了铂以外)包括，例如：用于提高固化的铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷复合物，例如SIP 6829(其也是Gelest公司的市售产品)；Rh(I)催化剂，例如(PPh3)3RhCl或[(C2H4)2RhCl]2、Ni催化剂、(PPh3)PdCl2、Rh2(OAc)4、Ru3(CO)12、以及Co2(CO)8及其等价物。官能团必须沿硅氧烷链存在或者存在于链末端上，以使得在聚合后能进行随后的交联。任何共聚物内的不同单体可以随机分布或规则排列。
对根据本发明的多种实施方式的传感器薄膜22的检测已经证明，当与已知的化学电阻传感器薄膜相比时，其具有较高的温度稳定性和分析物灵敏度、以及较低的电阻。
制造本发明的优选方法包括：通过将具有官能化烃基的硅氧烷单体与其它硅氧烷单体反应，使这些单体聚合在一起形成共聚物，从而形成具有大的侧烃基的硅氧烷聚合物。如前所述，本领域技术人员可以认识到，优选得到的聚合物结构被设计为通过常规的氢化硅烷化反应而具有另外一些促进随后的交联反应的官能团。在某些实施方式中，共聚物形成聚合物系统的第一部分，而第二部分包括含有硅氧烷的第二共聚物或均聚物。第二部分聚合物也可以包括大的侧烃基，且在交联反应过程中，第一部分聚合物与第二部分聚合物交联。
如前所述，交联反应优选通过氢化硅烷化反应来完成，后者通过添加合适的固化剂和催化剂来进行。交联反应的速率取决于温度，当温度升高和/或加入催化剂时，反应速率加快。温度可以用来控制反应速率与加工要求的速率相一致。此外，可以延长催化剂的加入时间直至混合物准备好加工涂覆到传感器上。优选加入的固化剂为聚合物和固化剂总量的大约1至大约5wt％，以形成聚合物混合物。优选，投入至聚合物混合物中的催化剂为总聚合物混合物的大约0.05至1wt％(除了导电颗粒以外)。
在投入催化剂之前，可以通过将预先与第一和第二物种混合的多种导电颗粒混合在聚合物混合物中形成基质混合物。加入的多种导电颗粒的范围根据颗粒的特性(包括颗粒在基质中分布的趋势)为总混合物的大约25至大约75％。优选多种导电颗粒充分混合在聚合物混合物中以便均匀分布。聚合物或基质混合物可以通过本领域公知的设备进行掺合或混合，该装置例如但不限于混合机(例如，Banbury或Brabender混合机)、捏合机、单轴或双轴挤压机(例如，单螺杆或双螺杆挤压机)。
基质混合物的可使用性和流动性取决于一旦加入催化剂后交联反应的速率，该速率会影响混合物的粘度。可使用的持续时间通常称为“适用期(potlife)”，其范围可以从室温下几小时至温度升高至室温以上时的一小时以内。通过加入抑制剂可以延长交联或固化反应，这些抑制剂在本领域中是公知的，是延缓反应的方式。交联或固化反应可以全部在室温下进行，或可以根据加工要求而通过加热混合物加速反应的进行。这种固化温度的范围为大约30℃至大约250℃。然后通过常规涂覆手段(例如，刮刀、流延、层压、挤出、压印、喷涂或丝网遮蔽法)将混合物涂覆在传感器表面上。涂覆后，通过采用如施加保护罩来进一步使传感器组件完工并完成加工。可以通过本领域公知的任何常规方法来进行固化，例如通过将涂覆有基质混合物的传感器置于较高温度的烤箱中，在120℃至130℃下放置3至8小时。但是，本发明可以使用在基质混合物中固化硅氧烷聚合物的许多变化方法。
实施例1
向混合机中加入下述材料：4.45克得白Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45-52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、3.23克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、19.31克Asahi15HS(得自Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，且DBP为85ml/100g)、4.46克C10 M250 UNS(得自SGL Carbon Group公司的磨碎碳纤维)和0.08克SIP 6829(铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷催化剂复合物)，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种为碳纤维。这些材料在Brabendel棍合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
实施例2
向混合机中加入下述材料：0.11克得自Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45-52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、10.3克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、18.5克Asahi 15HS(得白Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，且DBP为85ml/100g)、4.0克210型镍(得白Novamet的子公司Inco Ltd.的210型细镍粉)和0.086克SIP 6829(铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷催化剂复合物)，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种包括镍。这些材料在Brabender混合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
实施例3
向混合机中加入下述材料：0.11克得自Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45-52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、10.2克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、18.4克Asahi 15HS(得自AsahiCarbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，且DBP为85ml/100g)、4.6克210型镍(得自Novamet的子公司Inco Ltd.的210型细镍粉)和0.085克SIP 6829(铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷催化剂复合物)，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种包括镍。这些材料在Brabender混合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
实施例4
向混合机中加入下述材料：3.7克得自Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45-52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、6.7克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、18.5克Asahi 15HS(得自Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，且DBP为85ml/100g)、4.0克210型镍(得自Novamet的子公司Inco Ltd.的210型细镍粉)和0.086克SIP 6829(铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷催化剂复合物)，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种包括镍。这些材料在Brabender混合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
实施例5
向混合机中加入下述材料：3.7克得自Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45-52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、6.6克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、18.4克Asahi 15HS(得自Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，DBP为85ml/100g)、4.6克210型镍(得自Novamet的子公司Inco Ltd.的210型细镍粉)和0.086克SIP 6829(铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷催化剂复合物)，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种包括镍。这些材料在Brabender混合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
如图7和图8所示，对实施例2-5进行检测，使用镍颗粒作为导电颗粒物种之一能够得到低电阻传感器薄膜(图7和8中的数据是通过对根据实施例2-4制备的30个装置分别进行检测而产生的)而且，图7和8所示的数据包括使探头上的传感器薄膜固化之后短时间内作出的检测和老化2周后作出的检测。
图7和8显示了根据本发明制备的实施例2、3、4和5的传感器薄膜，其中的每一个都具有碳黑和镍颗粒的混合物。图7显示了类似于上表2所述测定的各传感器薄膜的电阻。图8显示了在20秒、65℃时的电阻比还有蒸汽温度比。如上所述，获取传感器薄膜在0秒和20秒时与目标分析物接触时的电阻测定值，将20秒电阻值除以0秒数值，计算蒸汽比。优选蒸汽比尽可能最大化。为了获得温度比，在第一温度25℃和第二温度65℃测定电阻，其中温度比是65℃的电阻值除以25℃时的电阻值。理想的情况是温度比接近0，表明没有温度变化所引起的电阻变化。
实施例6
向混合机中加入下述材料：18.31克得自Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45.52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、7.79克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、12.71克Asahi 15HS(得自Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，DBP为85ml/100g)、1.36克KETJENEC 300J(得自Azko Nobel公司的高电导率碳黑，其DBP为365ml/100g)和0.12克SIP 6829，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种为高电导率碳黑。这些材料在Brabender混合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
实施例7
向混合机中加入下述材料：18.31克得自Gelest公司的VAT-4326(3-5％乙烯基甲基硅氧烷)/(45-52％辛基甲基硅氧烷)/(二甲基硅氧烷)三元共聚物、7.79克(7-13％羟甲基硅氧烷)/(87-93％辛基甲基硅氧烷)共聚物、14.25克Asahi 15HS(得自Asahi Carbon Company的大粒径碳黑，其N2值为14m2/g，DBP为85ml/100g)和1.0克KETJENEC 600 JD(得自Azko Nobel公司的高电导率碳黑，其DBP为495ml/100g)和0.11克SIP 6829，制备具有交联的大侧烃基取代的硅氧烷聚合物基质的传感器薄膜，该聚合物基质中的第一导电颗粒物种为大粒径导电碳黑，且第二物种为高电导率碳黑。这些材料在Brabender混合机中在30℃以80rpm混合15分钟，形成基质混合物。然后将混合物涂覆在传感器结构中电极上的凹槽中。然后将涂覆有基质组合物的传感器结构在130℃固化8小时。
图9和10显示了根据本发明制备的传感器薄膜，实施例6和7，其中的每一个薄膜都具有低电导率和高电导率碳黑颗粒的组合。图9和10显示了类似于上面图6所述测定的每张传感器薄膜的电阻。高电导率碳黑是KETJENBlack EC 300J，其显示的最大电阻刚好高于图9中100Ohm。
图10显示了包括高电导率碳黑颗粒KETJENBlack EC 600 JD的传感器基质薄膜的电阻。如上所述，传感器薄膜的最大电阻小于大约16Ohm。图9和10中的传感器当与目标分析物接触时均显示电阻的变化，其中电阻的变化明显小于1kOhm。根据实施例6制备的传感器薄膜的电阻小于大约125Ohm，根据实施例7制备的传感器薄膜的电阻小于16Ohm。
根据本发明的传感器薄膜提供了耐用的低电阻传感器，其在温度波动期间具有良好的稳定性，因此通过使其不太依赖于温度的变化而保证了分析物浓度的传感器读数的准确性。因此，提高了温度灵敏度和对分析物的灵敏度之间的基本平衡。与现有的传感器薄膜相比，本发明的传感器薄膜对目标分析物的灵敏度较高，提高了传感器薄膜的工作性能。而且，这些传感器具有较高的能量效率和耐用性，可用于低电流/电阻应用中。本发明的描述和在此提供的实施例仅为了举例说明，因此不违背本发明要点的变化包括在本发明的范围内。这些变化不能被排除在本发明的精神和范围之外。

Claims (22)

1.一种用于检测一种或多种化学分析物的电导传感器薄膜，其包括：
包括交联聚合物的聚合物基质和均匀分布在所述基质内的多种导电颗粒；其中所述交联聚合物包括硅氧烷单体；其中所述多种导电颗粒包括至少两种不同的导电颗粒物种，其中所述导电颗粒的第一物种包括N2吸附为大约8至大约25m2/g并且DBP为大约1至大约180ml/100g的碳黑，其中所述传感器薄膜在一种或多种化学分析物存在时显示电阻变化。
2.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述多种导电颗粒的第二物种选自镍、金、银、锰、铜、铁、钴、镁、铝、及它们的混合物和合金。
3.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述导电颗粒的所述第二物种包括镍。
4.根据权利要求3所述的电导传感器薄膜，其中所述传感器薄膜的基极电阻小于或等于大约700Ohm。
5.根据权利要求3所述的电导传感器薄膜，其中所述包括镍的导电颗粒的平均粒径小于大约500nm。
6.根据权利要求3所述的电导传感器薄膜，其中所述第一物种与所述包括镍的导电颗粒的第二物种的重量比为大约3∶1至大约10∶1。
7.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述多种导电颗粒的第二物种包括具有轴向几何形状的颗粒。
8.根据权利要求7所述的电导传感器薄膜，其中所述轴向几何颗粒包括碳纤维。
9.根据权利要求8所述的电导传感器薄膜，其中所述传感器的基极电阻小于或等于大约50mOhm。
10.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述多种导电颗粒的所述第一物种的第一电阻大于所述多种导电颗粒的所述第二物种的第二电阻。
11.根据权利要求10所述的电导传感器薄膜，其中所述低电导率的第一物种与所述高电导率的第二物种的重量比为大约8∶1至大约15∶1。
12.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述第二物种包括高电导率的碳黑。
13.根据权利要求12所述的电导传感器薄膜，其中所述传感器薄膜的基极电阻小于或等于大约50Ohm。
14.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述多种导电颗粒包括至少一种选自下述物质的导电颗粒：镍、金、铂、银、锰、铜、铁、钴、镁、铝及其合金，导电金属硼化物、氮化物和碳化物，导电晶须、金属丝、纤维和细丝，碳黑、石墨及其混合物。
15.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述硅氧烷单体具有至少一个侧烃基，该侧烃基具有大于或等于2个碳原子。
16.根据权利要求1所述的电导传感器薄膜，其中所述交联聚合物包括辛基甲基硅氧烷单体。
17.一种用于检测一种或多种化学分析物的低电阻电导传感器薄膜，其包括：
包括交联聚合物的聚合物基质和均匀分布在所述聚合物内的多种导电颗粒；其中所述聚合物包括具有至少一个侧烃基的硅氧烷单体，该侧烃基具有大于或等于2个碳原子；并且，所述多种导电颗粒包括至少两种不同的导电颗粒物种，其中所述导电颗粒的第一物种包括碳黑，并且其中所述传感器薄膜显示的基极电阻小于或等于大约700Ohm。
18.根据权利要求17所述的低电阻电导传感器薄膜，其中所述碳黑的N2吸附为大约8至大约25m2/g，并且DBP为大约1至大约180ml/100g。
19.根据权利要求17所述的低电阻电导传感器薄膜，其中所述第二物种包括含有碳的轴向几何颗粒。
20.根据权利要求17所述的低电阻电导传感器薄膜，其中所述第二物种包括选自下列物质的导电颗粒：镍、金、银、锰、铜、铁、钴、镁、铝、及其混合物和合金。
21.根据权利要求17所述的低电阻电导传感器薄膜，其中所述多种导电颗粒的所述第一物种的第一电阻大于所述多种导电颗粒的所述第二物种的第二电阻。
22.一种检测一种或多种化学分析物的低电阻电导传感器薄膜，其包括：
包括交联聚合物的聚合物基质和均匀分布在所述聚合物内的多种导电颗粒；其中所述聚合物包括硅氧烷单体，该单体具有长度大于或等于两个碳原子的至少一个侧烃基；并且所述多种导电颗粒包括至少两种不同物种，其中所述导电颗粒的第一物种包括碳黑，其N2吸附为大约8至大约25m2/g，DBP为大约1至大约180ml/100g，并且第二物种选自：高电导率碳黑、包括碳的导电轴向几何颗粒和包括镍的颗粒，其中所述传感器薄膜的基极电阻小于或等于大约700Ohm，并且在一种或多种化学分析物的存在下传感器薄膜显示电阻发生改变。
CN200710109086.1A 2006-08-28 2007-06-18 蒸汽传感器及其材料 Active CN101135660B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/510,942 2006-08-28
US11/510,942 US7645422B2 (en) 2003-04-11 2006-08-28 Vapor sensor and materials therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101135660A true CN101135660A (zh) 2008-03-05
CN101135660B CN101135660B (zh) 2013-01-23

Family

ID=38922438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710109086.1A Active CN101135660B (zh) 2006-08-28 2007-06-18 蒸汽传感器及其材料

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7645422B2 (zh)
EP (1) EP1895293B1 (zh)
JP (1) JP5323325B2 (zh)
CN (1) CN101135660B (zh)
AT (1) ATE532055T1 (zh)
AU (1) AU2007201456B2 (zh)
CA (1) CA2583632C (zh)
MX (1) MX2007004752A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106133509A (zh) * 2014-03-25 2016-11-16 宝洁公司 用于感测材料应变的设备

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9440869B2 (en) 2005-09-30 2016-09-13 Abs Materials, Inc. Sol-gel derived compositions
US9144784B2 (en) 2005-09-30 2015-09-29 Abs Materials Sorbent material and method for using the same
US8012420B2 (en) * 2006-07-18 2011-09-06 Therm-O-Disc, Incorporated Robust low resistance vapor sensor materials
DE602007001133D1 (de) * 2007-03-30 2009-06-25 Sony Deutschland Gmbh Verfahren zum Verändern der Empfindlichkeit und/oder Selektivität eines Chemieresistenzsensorarrays
US8691390B2 (en) * 2007-11-20 2014-04-08 Therm-O-Disc, Incorporated Single-use flammable vapor sensor films
WO2011085235A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Abs Materials, Inc. Porous, swellable, sol-gel derived sensor material and method for using same
US8920731B2 (en) 2010-09-20 2014-12-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nonwoven-based chemi-capacitive or chemi-resistive gas sensor
US20120270205A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-25 Patel Sanjay V High-flux chemical sensors
WO2013019965A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Abs Materials, Inc. Sol-gel derived compositions
CA2845350C (en) * 2013-03-22 2018-12-18 Syscor Controls & Automation Inc. Cable assembly for providing power through inductive coupling
EP3052553B1 (en) * 2013-10-02 2020-05-06 The Provost, Fellows, Scholars and other Members of Board of Trinity College Dublin Sensitive, high-strain, high-rate, bodily motion sensors based on conductive nano-material-rubber composites
CA2926574C (en) 2013-10-15 2023-03-28 1835963 Alberta Ltd. Sensing element compositions and sensor system for detecting and monitoring structures for hydrocarbons
JP2017223557A (ja) * 2016-06-15 2017-12-21 富士電機株式会社 ガスセンサ
US10293301B2 (en) * 2017-02-09 2019-05-21 Saudi Arabian Oil Company Modified siloxane composite membranes for heavy hydrocarbon recovery
CA3000385A1 (en) 2017-04-11 2018-10-11 Syscor Controls & Automation Inc. Polymer absorption sensor having low cross-sensitivity
US11331019B2 (en) 2017-08-07 2022-05-17 The Research Foundation For The State University Of New York Nanoparticle sensor having a nanofibrous membrane scaffold
CN107576714B (zh) * 2017-09-05 2019-06-04 济南大学 一种石墨相氮化碳@mof纳米晶体的制备方法和应用
TW202208178A (zh) * 2018-01-15 2022-03-01 美商羅門哈斯電子材料有限公司 聲波感測器及感測氣相分析物之方法
CN113406154B (zh) * 2021-06-17 2022-02-18 哈尔滨工业大学 一种三维水凝胶-石墨烯基生物传感器及其制备方法

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3045198A (en) * 1959-12-11 1962-07-17 James P Dolan Detection device
US3234180A (en) * 1963-08-01 1966-02-08 Gen Electric Siloxy polymers
AU5805873A (en) * 1972-07-25 1975-01-16 Koichi Sugaya Humidity sensor electrode assembly
JPS5431715B2 (zh) * 1972-09-20 1979-10-09
US4129030A (en) * 1977-10-13 1978-12-12 Ads Systems, Inc. Sensing apparatus and method
US4224595A (en) * 1978-11-02 1980-09-23 Ads Systems, Inc. Graded particle adsorption type sensor and method of improving performance of an adsorbing sensor
JPS56151349A (en) * 1980-04-25 1981-11-24 Sharp Corp Aging method for sno2 semiconductor gas sensor
DE3176700D1 (en) * 1981-09-30 1988-05-05 Mitsubishi Electric Corp Humidity sensor
CA1208424A (en) * 1983-02-03 1986-07-29 Sai Sakai Gas sensor
US4631952A (en) * 1985-08-30 1986-12-30 Chevron Research Company Resistive hydrocarbon leak detector
US4686524A (en) * 1985-11-04 1987-08-11 North American Philips Corporation Photosensitive electrophoretic displays
US4634756A (en) * 1985-11-25 1987-01-06 Xerox Corporation Electrical resistor
US4752761A (en) * 1986-07-31 1988-06-21 Dolan James P Thermo-electrically regulated adsorptive sensing method and apparatus
SU1582597A1 (ru) 1988-04-04 1995-11-20 А.Л. Шамраков Способ получения герметизирующего покрытия датчиков
JP2736804B2 (ja) 1989-05-19 1998-04-02 日本鋼管継手株式会社 合成樹脂管継手の製造方法
US5256574A (en) * 1989-06-26 1993-10-26 Bell Communications Research, Inc. Method for selective detection of liquid phase hydrocarbons
JPH0816195B2 (ja) 1989-12-19 1996-02-21 信越化学工業株式会社 ゴム組成物の製造方法
JP2538426B2 (ja) * 1991-01-31 1996-09-25 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 オルガノポリシロキサンの製造方法
JPH0543823A (ja) 1991-08-12 1993-02-23 Fuji Resin Kogyo Kk 導電性コーテイング材
US5150603A (en) * 1991-12-13 1992-09-29 Westinghouse Electric Corp. Hydrocarbon vapor sensor and system
US5283308A (en) * 1992-10-05 1994-02-01 Dow Corning Corporation Neutralization of polyorganosiloxanes using triorganosilanes and curable compositions containing said polyorganosiloxanes
US5610324A (en) * 1993-11-08 1997-03-11 Fugitive Emissions Detection Devices, Inc. Fugitive emissions indicating device
JPH07258548A (ja) 1994-03-22 1995-10-09 Toshiba Silicone Co Ltd 導電性シリコーンゴム組成物
JP3158879B2 (ja) 1994-07-08 2001-04-23 信越化学工業株式会社 事務機用半導電性シリコーンゴム部材
JPH08120176A (ja) 1994-10-20 1996-05-14 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd 半導電性シリコーンゴム組成物
US5788833A (en) * 1995-03-27 1998-08-04 California Institute Of Technology Sensors for detecting analytes in fluids
US6170318B1 (en) * 1995-03-27 2001-01-09 California Institute Of Technology Methods of use for sensor based fluid detection devices
US5951846A (en) * 1995-03-27 1999-09-14 California Institute Of Technology Sensor arrays for detecting analytes in fluids
US5571401A (en) * 1995-03-27 1996-11-05 California Institute Of Technology Sensor arrays for detecting analytes in fluids
HU223429B1 (hu) 1995-05-22 2004-07-28 Cabot Corporation Szilíciummal kezelt kormokat tartalmazó elasztomer kompoundok
FR2753844B1 (fr) 1996-09-26 1998-10-30 Equipement pour extremite de cable et materiau de constitution de l'equipement
WO2002086911A1 (en) 2001-04-23 2002-10-31 Henkel Loctite Corporation Conductive, silicone-based compositions with improved initial adhesion and reduced microvoiding
EP0878711A1 (en) * 1997-05-15 1998-11-18 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Chemically sensitive sensor comprising arylene alkenylene oligomers
US6013201A (en) * 1997-05-23 2000-01-11 Shin-Estu Chemical Co., Ltd. Semiconductive silicone rubber compositions and semiconductive silicone rubber rolls
DE69840951D1 (de) 1997-08-08 2009-08-13 Cyrano Sciences Inc Anordnung chemisch sensitiver Kapazitoren
JPH11106657A (ja) 1997-09-30 1999-04-20 Shin Etsu Polymer Co Ltd シリコーンゴム組成物およびこれを用いた導電性シリコーンゴム部材
US6433694B1 (en) * 1998-03-26 2002-08-13 Adsistor Technology Inc. Sensor having improved desorption times and related control circuitry
US6350369B1 (en) 1998-04-14 2002-02-26 California Institute Of Technology Method and system for determining analyte activity
EP1135667A1 (en) * 1998-08-26 2001-09-26 The Board Of Governors For Higher Education State Of Rhode Island And Providence Plantations Thin film strain sensors based on interferometric optical measurements
TW571093B (en) * 1998-12-28 2004-01-11 Tdk Corp Moisture sensor
DE19920954A1 (de) * 1999-05-06 2000-11-16 Wacker Chemie Gmbh Vernetzer
DE60026309T2 (de) * 1999-05-10 2006-12-14 California Institute Of Technology, Pasadena Verwendung eines räumlich-zeitlichen reaktionsverhaltens in sensor-arrays zur detektion von analyten in fluiden
CN1284514A (zh) * 1999-08-16 2001-02-21 中国科学院化学研究所 一种由有机桥基梯形聚硅氧烷构成的管状高分子及其制备方法
US6444323B1 (en) 1999-09-21 2002-09-03 Tigers Polymer Corporation Semi-conductive silicone rubber composition
JP3649383B2 (ja) 1999-09-21 2005-05-18 タイガースポリマー株式会社 半導電性シリコーンゴム組成物の抵抗値安定化方法
JP3638008B2 (ja) 2000-02-03 2005-04-13 タイガースポリマー株式会社 半導電性シリコーンゴムロール
WO2002023134A1 (en) 2000-04-24 2002-03-21 Lewis Nathan S Spatiotemporal and geometric optimization of sensor arrays for detecting analytes in fluids
KR20010104942A (ko) 2000-05-16 2001-11-28 이종성 유기 반도전제 조성물 및 그를 이용한 센서
US6660230B2 (en) 2000-06-30 2003-12-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Linear chemoselective carbosilane polymers and methods for use in analytical and purification applications
JP3718123B2 (ja) 2000-12-18 2005-11-16 信越化学工業株式会社 型取り用オルガノポリシロキサン組成物
JP3836320B2 (ja) * 2000-12-19 2006-10-25 ジーイー東芝シリコーン株式会社 付加反応硬化型ポリオルガノシロキサン組成物
JP4009067B2 (ja) * 2001-03-06 2007-11-14 信越化学工業株式会社 付加硬化型シリコーン樹脂組成物
JP2002267627A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Tdk Corp 感湿素子およびその製造方法
JP3580366B2 (ja) 2001-05-01 2004-10-20 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置
JP2003121401A (ja) * 2001-10-09 2003-04-23 Omron Corp 電気抵抗体とこの電気抵抗体の製造方法とこの電気抵抗体を用いた漏液センサ
US7138090B2 (en) * 2003-04-11 2006-11-21 Therm-O-Disc, Incorporated Vapor sensor and materials therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106133509A (zh) * 2014-03-25 2016-11-16 宝洁公司 用于感测材料应变的设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN101135660B (zh) 2013-01-23
US20060292033A1 (en) 2006-12-28
JP2008051795A (ja) 2008-03-06
CA2583632C (en) 2015-12-01
MX2007004752A (es) 2008-12-01
EP1895293A3 (en) 2009-04-22
CA2583632A1 (en) 2008-02-28
AU2007201456A1 (en) 2008-03-13
AU2007201456B2 (en) 2013-03-07
EP1895293B1 (en) 2011-11-02
EP1895293A2 (en) 2008-03-05
ATE532055T1 (de) 2011-11-15
US7645422B2 (en) 2010-01-12
JP5323325B2 (ja) 2013-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101135660B (zh) 蒸汽传感器及其材料
US8012420B2 (en) Robust low resistance vapor sensor materials
CN100549686C (zh) 一种蒸汽传感器及用于该传感器的材料
US20080025876A1 (en) Vapor sensor materials having polymer-grafted conductive particles
US7708947B2 (en) Methods of minimizing temperature cross-sensitivity in vapor sensors and compositions therefor
US8691390B2 (en) Single-use flammable vapor sensor films
AU4060297A (en) Sensors for detecting analytes in fluids
CN112611787A (zh) 一种高分子电阻型湿敏元件及其制备方法
US8551310B2 (en) Method for making a nano-composite gas sensor
KR101761838B1 (ko) 변압기 절연유의 수소가스 농도 측정 방법 및 장치
US8525507B2 (en) Method and system for monitoring external excitation on a surface using nanocomposite paint
CN110632126A (zh) 一种有机磷化合物传感器及其制备方法
US20180294067A1 (en) Polymer absorption sensor having low cross-sensitivity
CN213957215U (zh) 一种高分子电阻型湿敏元件
Hernández-López et al. Cellulose‐Based Polymer Composite with Carbon Black for Tetrahydrofuran Sensing
JP2000131265A (ja) ｐＨセンサ―アセンブリ
KR100630805B1 (ko) 가스 감응 센서용 복합재료 및 그의 제조방법
Schulte et al. Novel olive stone biochar particle network for piezoresistive strain sensing in natural fiber‐reinforced composites
Kovalyshyn et al. Polyaniline in Chemo-and Biosensorics: Overview

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant