湿度与我们的生活息息相关,是指水蒸气在空气中的含量。湿度已被广泛地应用在农业、气候监测、精密仪器的使用和保护、生物医疗、工业生产和日常生活中皮肤湿度监测等领域中。传统的刚性湿度传感器的发展已经达到较为成熟的阶段,但随着柔性电子和可穿戴技术的发展,传统的刚性湿度传感器逐步显露出应用的局限性。柔性湿度传感器具备柔性可拉伸、制造成本低、能耗低、制造工艺简单和易于集成等优势,因此,柔性湿度传感器具有更为广泛地应用范畴。在柔性湿度传感器中,以高分子聚合物材料为湿敏材料的柔性湿度传感器最为常见。而高分子聚合物柔性湿度传感器主要分为电容式和电阻式两大类。本文选择研究高分子电容式的柔性湿度传感器。高分子电容式湿度传感器具有线性度好、灵敏度高、湿滞小、测试范围宽、稳定性好、功耗低等特性,在湿度传感器领域具有广阔的前景。而电容式湿度传感器又分为叉指结构和三明治结构两大类。叉指结构和三明治结构的湿度传感器各有其优缺点。本文基于对湿度传感器湿敏材料感湿机理的研究分析,首先制备了柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜,然后基于此湿敏薄膜制备了叉指结构和三明治结构两种电极结构的柔性电容式湿度传感器。本论文的主要工作如下:(1)柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜的制备及研究。以疏水性聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)为基体材料,共混聚乙烯醇(PVA)和氯化锂(LiCl)对其改性,形成PVDF/PVA/LiCl溶液,然后利用流延刮涂工艺制备柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜。通过光学接触角测试仪对制备的湿敏薄膜进行接触角测试,发现共混PVA后PVDF/PVA复合薄膜的亲水性和纯PVDF薄膜相比得到了提高,而进一步共混LiCl后,PVDF/PVA/LiCl复合薄膜的亲水性并没有得到进一步的提高。通过扫描电子显微镜(SEM)对制备的湿敏薄膜进行了表征,发现共混PVA和LiCl都能增加薄膜的孔隙,PVA主要使薄膜的微孔变多,而LiCl主要使薄膜的孔隙变大和使孔隙分布均匀。(2)基于柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜的叉指结构湿度传感器的制备及性能研究。利用丝网印刷法在柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜上制备叉指电极,得到叉指结构电容式柔性PVDF/PVA/LiCl湿度传感器,其中柔性PVDF/PVA/LiCl薄膜既为湿敏材料也为柔性基底。搭建了湿度测试平台,并对湿度传感器的线性度与灵敏度、湿滞、响应时间与重复性、温度影响等性能参数进行了测试。根据测试结果发现,传感器的电容随湿度变化为非线性的;具有较高的灵敏度,若用电容值之比来表示灵敏度,则最大灵敏度为894.92;较好的重复性和稳定性;较小的湿滞和温度系数,湿滞约为2.1%RH;响应时间约为15s。最后根据测试结果对其工作机理进行了分析。(3)基于柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜的三明治结构湿度传感器的制备及性能研究。分别利用丝网印刷法和喷涂银纳米线分散液的方法在柔性PVDF/PVA/LiCl湿敏薄膜上制备了三明治结构电容式柔性PVDF/PVA/LiCl湿度传感器。分别对两种方法制备的柔性电容式湿度传感器进行了湿度性能的测试,然后分别对其工作机理进行了分析。最后根据湿度性能测试结果对三种柔性电容式湿度传感器进行了对比分析,发现叉指结构湿度传感器具有更快的响应时间和更小的湿滞,而三明治结构的线性度更好。