發(fā)布時(shí)間：2021-09-27 23:25

　　采用改進(jìn)Hummer法制備了氧化石墨烯,并由氧化石墨烯制備了還原氧化石墨烯（RGO）,將其添加到熱塑性聚氨酯（PU）紡絲液中,用靜電紡絲法制備了RGO/PU納米復(fù)合纖維。討論了紡絲電壓對(duì)纖維的影響,考察了復(fù)合纖維膜的形貌、導(dǎo)電性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明,紡絲電壓為23²8 k V時(shí)有明顯的泰勒錐;在PU中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50%的RGO可以明顯提高復(fù)合纖維的導(dǎo)電性能;加入RGO后PU纖維拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率提升明顯。 

【文章來(lái)源】：聚氨酯工業(yè). 2016,31(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

不同電壓下ＲGO/PU納米復(fù)合纖維照片

kV時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)低，電場(chǎng)力小于液滴表面張力，容易堵住噴頭。當(dāng)電壓大于28kV時(shí)，泰勒錐不再明顯，電紡射流不再以泰勒錐形式紡出，紡絲過(guò)程變得不穩(wěn)定。只有紡絲電壓在23～28kV時(shí)有明顯的泰勒錐，因此選擇23、25、27和28kV4個(gè)不同電壓下觀察電壓對(duì)復(fù)合纖維形貌的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。圖1不同電壓下ＲGO/PU納米復(fù)合纖維照片從圖1中可以看到，隨紡絲電壓增大，纖維平均直徑變小，這是由于更高的電場(chǎng)強(qiáng)度使射流獲得更大的加速度，有利于形成更細(xì)的纖維。后續(xù)試驗(yàn)中紡絲電壓設(shè)定為27kV。2.2ＲGO添加量對(duì)復(fù)合纖維形貌的影響圖2為不同ＲGO添加量的ＲGO/PU納米復(fù)合纖維的SEM照片。圖2不同ＲGO含量的ＲGO/PU納米復(fù)合纖維的SEM照片從圖2(a)中可看到，純PU納米纖維表面光滑;圖2(b)中，ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時(shí)，復(fù)合納米纖維表面無(wú)明顯變化;隨ＲGO含量的增加，在圖2(c)中可以明顯看到ＲGO的存在;圖2(d)中，所得的復(fù)合納米纖維表面變得粗糙，有少量珠節(jié)出現(xiàn);在圖2(e)中纖維直徑明顯變粗，纖維表面出現(xiàn)了大量的珠節(jié)。這是由于隨ＲGO添加量的增加，ＲGO團(tuán)聚引起的。這表明ＲGO的用量會(huì)影響到復(fù)合納米纖維的成纖性能，不能過(guò)多添加。當(dāng)ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%～0.50%之間均可獲得形貌良好的ＲGO/PU納米復(fù)合纖維。2.3ＲGO添加量對(duì)復(fù)合纖維導(dǎo)電性能的影響為研究ＲGO/PU復(fù)合纖維電學(xué)性能，同時(shí)說(shuō)明ＲGO如何影響纖維的導(dǎo)電性能，對(duì)不同ＲGO含量第4期李棟，等·靜電紡絲法制備ＲGO/PU納米復(fù)合纖維的研究·37·

褿O添加量的增加，電阻降低，復(fù)合纖維有了導(dǎo)電性能，當(dāng)ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50%時(shí)，復(fù)合纖維的體積電阻率下降了6個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明復(fù)合纖維導(dǎo)電性有了明顯增強(qiáng)。當(dāng)ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.50%增加到1.00%，體積電阻率基本維持不變。這可能是由于大量添加的ＲGO在復(fù)合纖維體內(nèi)形成網(wǎng)格，但過(guò)多的ＲGO會(huì)引起團(tuán)聚，并不能進(jìn)一步提高復(fù)合纖維導(dǎo)電性�；谄鋬�(yōu)異的導(dǎo)電性，可以在ＲGO/PU復(fù)合纖維上加載有效金屬離子，用作化學(xué)催化傳感器。2.4ＲGO添加量對(duì)復(fù)合纖維力學(xué)性能的影響ＲGO添加量對(duì)ＲGO/PU納米復(fù)合纖維膜的拉伸性能的影響見(jiàn)圖3。1—拉伸強(qiáng)度;2—斷裂伸長(zhǎng)率圖3ＲGO添加量對(duì)ＲGO/PU納米復(fù)合纖維膜的拉伸性能的影響從圖3中可以看到，相對(duì)于純PU纖維，納米復(fù)合纖維膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都得到了加強(qiáng)。隨ＲGO添加量的增加，性能改善明顯，但ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.00%的拉伸強(qiáng)度小于0.50%的拉伸強(qiáng)度，表明ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%～0.50%范圍內(nèi)可明顯改善復(fù)合纖維力學(xué)性能。這是由于加入少量的ＲGO在纖維內(nèi)形成網(wǎng)格，加粗了纖維直徑，拉伸強(qiáng)度增加明顯。過(guò)量的ＲGO在纖維內(nèi)形成珠節(jié)，造成PU基體斷裂，過(guò)多的斷點(diǎn)降低了拉伸強(qiáng)度，同時(shí)由于纖維相互交格，促使其斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)較大。3結(jié)論(1)在紡絲電壓為23～28kV時(shí)，可采用靜電紡絲法制備得到形貌完好的ＲGO/PU納米復(fù)合纖維。(2)當(dāng)ＲGO加入量在0.10%～0.50%時(shí)，復(fù)合纖維具有較好成纖性，過(guò)量ＲGO會(huì)引起纖維出現(xiàn)珠節(jié)。(3)ＲGO的加入可以大幅提高PU的導(dǎo)電性能，當(dāng)ＲGO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50%時(shí)，體積電阻率相對(duì)于純PU下降了6個(gè)數(shù)量級(jí)。(4)相對(duì)于純PU纖維，復(fù)合納米纖維膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都得到了加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)［1］劉益軍．聚氨酯樹(shù)脂及其應(yīng)用［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011:409－41


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