石墨烯作為一種新型二維碳材料,由于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能而備受關(guān)注,在許多領(lǐng)域都有很大的潛在應(yīng)用。制備石墨烯導(dǎo)電織物比較常用的的方式是浸涂法,但這種方式往往需要進(jìn)行多次重復(fù)整理,過(guò)程繁瑣。石墨烯導(dǎo)電漿可以被直接印制到織物上得到石墨烯導(dǎo)電織物,賦予織物優(yōu)異的導(dǎo)電性的同時(shí),還可以用于在織物上印制精細(xì)導(dǎo)電電路。將制備的氧化石墨烯分散液與合成的水性聚氨酯通過(guò)溶液共混制得氧化石墨烯/水性聚氨酯(GO/WPU)導(dǎo)電漿,通過(guò)絲網(wǎng)印花的方式印制到棉織物上,然后用保險(xiǎn)粉將氧化石墨烯還原得到還原氧化石墨烯/水性聚氨酯(RGO/WPU)導(dǎo)電漿印制織物。XPS結(jié)果中C/O比值從2.92增大到3.55證明了還原的有效性。SEM圖中可以看到GO和WPU均勻分布在纖維表面,沒(méi)有明顯的團(tuán)聚。GO/WPU導(dǎo)電漿為假塑性流體,可以用于印制精細(xì)圖案。GO/WPU 1.2%導(dǎo)電漿印制的線條寬度為1,2,3,4,5 mm電路還原后的單位長(zhǎng)度電阻分別為29.1,20.9,17.3,14.1,10.8 MΩ/cm。RGO/WPU導(dǎo)電漿印制織物的紫外線透過(guò)率都不超過(guò)5%,隨著氧化石墨烯用量的增加而下降,說(shuō)明它們都具有良好的紫外線防護(hù)能力,RGO/WPU 1.2%導(dǎo)電漿印制織物的紫外防護(hù)系數(shù)(UPF值)達(dá)到了757,相當(dāng)于對(duì)照棉織物的98倍。RGO/WPU導(dǎo)電漿印制織物的K/S值隨氧化石墨烯用量的增加而增大,雖然印花織物的干、濕摩擦牢度隨氧化石墨烯用量的增加而降低,但是它們都具有優(yōu)異的耐水洗性能,可達(dá)4-5級(jí)和5級(jí)。制備微波熱膨脹石墨烯(G),然后在其表面原位聚合形成聚苯胺(PANI),通過(guò)離心制得G/PANI導(dǎo)電漿,印制到滌綸織物上得到G/PANI導(dǎo)電漿印制織物。SEM圖中可以看到G表面有很多PANI小顆粒。G/PANI導(dǎo)電漿都是假塑性流體,可以印制精細(xì)的圖案。G/PANI導(dǎo)電漿的導(dǎo)電性隨體系中G含量的增加而增加,G/PANI 25導(dǎo)電漿印制織物的導(dǎo)電性最好,方塊電阻為0.6 kΩ/sq。將G/PANI 25導(dǎo)電漿印制成線條寬度分別為1,2,3,4,5 mm導(dǎo)電電路,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電電路單位長(zhǎng)度的電阻隨著線路寬度的增加而減小,分別為2495.1,1132.5,836.2,558.7,418.7Ω/cm。直接將高濃度的氧化石墨烯印制在棉織物上,然后浸漬銀氨溶液,用L-抗壞血酸同時(shí)對(duì)氧化石墨烯及其上面吸附的銀離子進(jìn)行還原制備還原氧化石墨烯-銀導(dǎo)電織物(Cotton-RGO-Ag)。通過(guò)紅外和XRD對(duì)Cotton-RGO-Ag的基團(tuán)和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。通過(guò)拉曼和XPS對(duì)Cotton-RGO-Ag中氧化石墨烯的還原程度進(jìn)行表征。銀氨溶液中硝酸銀的濃度和浸漬時(shí)間以及氧化石墨烯的印制次數(shù)對(duì)導(dǎo)電電路的導(dǎo)電性影響很大,當(dāng)銀氨溶液中硝酸銀的濃度為10 mg/mL,浸漬時(shí)間為15 min,氧化石墨烯漿的印制次數(shù)為12次時(shí),導(dǎo)電電路的方塊電阻為3.6Ω/sq。沿織物經(jīng)、緯和對(duì)角線方向制備線條寬度為1,2,3,4,5 mm的導(dǎo)電電路,其單位長(zhǎng)度電阻都隨著線條寬度變小而增大,在線條寬度為5 mm時(shí)的單位長(zhǎng)度電阻分別為3.2,3.6,2.2Ω/cm。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS194.4;TQ127.11
【部分圖文】：

圖 3-1 氧化石墨烯 AFM 圖Fig.3-1 AFM image of graphene oxide石墨烯/水性聚氨酯導(dǎo)電漿紅外光譜石墨烯的紅外光譜中位于 3331 cm-1處的寬特征峰歸因于 O H-1和 1626 cm-1處的吸收峰分別與 COOH 基團(tuán)的強(qiáng) C=O 和芳香在 1223 cm-1和 1046 cm-1處的峰分別對(duì)應(yīng)于 C OH 的拉伸振動(dòng)氧化石墨烯的紅外光譜譜證實(shí)了鱗片石墨被成功氧化。對(duì)于水 3334 cm-1、1709 cm-1和 1302 cm-1處的典型吸收峰分別與氨 O）中的 N H、C=O 和 C O 的伸縮振動(dòng)有關(guān)，在 1103 cm-1醚鍵（C O C）的伸縮振動(dòng)，另外，在 2270 cm-1處沒(méi)有明顯的（ NCO）被完全反應(yīng)，所有這些峰表明聚氨酯鏈的形成。與比，GO/WPU 0.9%導(dǎo)電漿的 FTIR 光譜中 N H 的峰位置從 33而其它峰基本一致，這表明氨基甲酸酯鍵與 GO 納米片之間存

圖 3-1 氧化石墨烯 AFM 圖Fig.3-1 AFM image of graphene oxide烯/水性聚氨酯導(dǎo)電漿紅外光譜烯的紅外光譜中位于 3331 cm-1處的寬特征峰歸因于 O 1626 cm-1處的吸收峰分別與 COOH 基團(tuán)的強(qiáng) C=O 和芳香1223 cm-1和 1046 cm-1處的峰分別對(duì)應(yīng)于 C OH 的拉伸振石墨烯的紅外光譜譜證實(shí)了鱗片石墨被成功氧化。對(duì)于34 cm-1、1709 cm-1和 1302 cm-1處的典型吸收峰分別與中的 N H、C=O 和 C O 的伸縮振動(dòng)有關(guān)，在 1103 cm（C O C）的伸縮振動(dòng)，另外，在 2270 cm-1處沒(méi)有明顯NCO）被完全反應(yīng)，所有這些峰表明聚氨酯鏈的形成。GO/WPU 0.9%導(dǎo)電漿的 FTIR 光譜中 N H 的峰位置從 它峰基本一致，這表明氨基甲酸酯鍵與 GO 納米片之間

第三章 氧化石墨烯/水性聚氨酯導(dǎo)電漿的制備及性能3.2.3 氧化石墨烯/水性聚氨酯導(dǎo)電漿熱穩(wěn)定性如圖 3-3a 所示，當(dāng)溫度在 150-320 ℃范圍內(nèi)時(shí)，由于不穩(wěn)定的含氧官能部分如環(huán)氧基，羥基和羧基，氧化石墨烯表現(xiàn)出其主要的分解行為（38%重量損失）。對(duì)于水性聚氨酯，其首次重量損失在 25-150 ℃之間約為 4%，這是由于水分和丙酮的蒸發(fā)。在150-310 ℃（27%重量損失）范圍內(nèi)的第二階段歸因于硬鏈段中氨基甲酸酯鍵的斷裂。在 310-440 ℃（69%重量損失）之間的第三階段是 PEG600 軟鏈段的分解。與氧化石墨烯的熱分解行為相比，GO/WPU 0.9%導(dǎo)電漿的熱分解溫度升高，這是由于水性聚氨酯表現(xiàn)出比氧化石墨烯更好的熱穩(wěn)定性。而與水性聚氨酯的熱分解曲線行為相比，添加具有大比表面積的氧化石墨烯片限制了水性聚氨酯鏈的移動(dòng)，導(dǎo)致 GO/WPU 0.9%導(dǎo)電漿的熱穩(wěn)定性更好。

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