納米纖維具有極高的比表面積及優(yōu)異的力學(xué)性能,在過濾、生物醫(yī)藥、防護服、電子器件等領(lǐng)域具有重大的研究及使用價值。靜電紡納米纖維紗不但具有納米纖維的特性,而且展現(xiàn)出比納米纖維膜更加優(yōu)異的力學(xué)性能,能夠滿足三維織造的要求。納米纖維紗能夠通過對取向的納米纖維束進行加捻,或者直接對納米纖維進行連續(xù)加捻牽伸獲得。前者的紗線質(zhì)量較好,但是不能夠連續(xù)制備;后者還存在產(chǎn)量低、紡絲過程穩(wěn)定性差等問題。石墨烯復(fù)合納米纖維多是以無規(guī)取向的納米纖維膜或者與聚合物復(fù)合進行鑄膜,通過這兩種方法獲得的復(fù)合材料不能進行二次加工或者失去了納米纖維材料的比表面積大的優(yōu)點。柔性應(yīng)變傳感可廣泛應(yīng)用于健康監(jiān)測、智能機器人、智能服裝、建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測�；诮饘俸桶雽�(dǎo)體的應(yīng)變傳感器柔韌性差,應(yīng)變范圍及敏感系數(shù)（GF）低,難以滿足高應(yīng)變領(lǐng)域的需求。目前柔性應(yīng)變傳感器的制備方法主要是利用納米導(dǎo)電材料與聚合物復(fù)合,但同時獲得高的GF值、應(yīng)變范圍、穩(wěn)定性以及應(yīng)變與相對電阻變化之間的線性關(guān)系還存在重大挑戰(zhàn)。針對上述問題,本研究以石墨烯和聚丙烯腈（PAN）為原料,采用多針頭水浴靜電紡的方法制備連續(xù)的PAN/石墨烯復(fù)合納米纖維束,主要研究石墨烯的含量... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：189 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－６？八１＾鏈在不同熱處理階段的化學(xué)變化：（３）脫氫及環(huán)化反應(yīng)［６７］，（１））氧化反應(yīng)［６４１??Ｆｉｇ．?１－６?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｆｏｒ?ＰＡＮ?ｃｈａｉｎ?ｄｕｒｉｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｈｅａｔ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｓｔａｇｅｓ，?（ａ）?ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ??ａｎｄ?ｃｃｌｉｚａｔｉｏｎ?網(wǎng)，ｂｏ?

第一章緒論?靜電紡ＰＡＮ／石墨烯復(fù)合納米纖維紗的制備及其應(yīng)變傳感性能??（１）預(yù)氧化機理分析??丫＾＾｜＾?．?＿?—ｊ?—ｊ—＿??Ｃ＝Ｎ?Ｃ＝Ｎ?Ｃ三?Ｎ?ｈ?０＝Ｎ??圖１－５?ＰＡＮ分子鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＰＡＮ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｃｈａｉｎ?［６４１??ＰＡＮ分子主要由Ｃ、Ｎ、Ｈ三種元素構(gòu)成，其組成的分子鏈結(jié)構(gòu)有多種設(shè)想，而??被研宄者公認(rèn)的是平面鋸齒形結(jié)構(gòu)［６４］，如圖１－５所示。早在１９５０年，Ｈｏｕｔｚ等發(fā)??現(xiàn)ＰＡＮ在受熱時并不會發(fā)生類似聚合物的熔融變化，而是在顏色上會從白色逐漸轉(zhuǎn)??變成黃色、棕色，最終變成黑色，這種顏色的轉(zhuǎn)變是由于其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變引起的，??從而導(dǎo)致纖維中的元素、纖維質(zhì)量及性能都將發(fā)生顯著變化。??⑷?????（？三Ｎ?（＇三Ｎ?Ｃ?．三Ｎ??ＣｙｃｌｗｉＨｉｏｎ?ｐ、、?丨）ｃｈｙｔｌｍｇｅｎａｌＫｍ??，－ｖｉｓ?／Ｎｓ?（．＊三?Ｎ?（．？三?Ｎ?Ｃ’ＳＮ??—七?ｘｃｃｘ士??（ｂ）?〇?〇?／°＼?／°＼??ＣＨ？ｖ?＾?＼?ｆＣＨ、，ＣＨ、，ＣＨ、＼?／??ＣＨＣＨ?ＣＨ?ＣＨ?ＣＨ?ＣＨ??人ｚ、人人?，Ｗ、ｚ、人??ＹｈＷｃｈＶｈ：、?ｆ?ｃ／ＷＷ??１１１］?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??，ＷＣ、Ｎ?八??ｌ０?ｔ?ｌ０?＾?Ｉ?Ｈ?Ｈ?｜?Ｈ：??圖１－６？八１＾鏈在不同熱處理階段的化學(xué)變化：（３）脫氫及環(huán)化反應(yīng)［６７］，（１））氧化反應(yīng)［６４１??Ｆｉｇ．?１－６?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｆｏｒ?ＰＡＮ?ｃｈａｉｎ?ｄｕｒｉｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎ

第一章緒論?靜電紡ＰＡＮ／石墨烯復(fù)合納米纖維紗的制備及其應(yīng)變傳感性能??（４）碳化??ＰＡＮ纖維在碳化后電學(xué)及力學(xué)性能顯著提高。碳化階段在惰性氣體中完成，主??要發(fā)生的是脫氧、脫氫以及脫氮反應(yīng)，如圖１－７所示，最終形成石墨化結(jié)構(gòu)［７Ｇ，９４ｌ??ｘｘ＞ｘｘ?丫丫丫丫丫??？?Ｉｎ?＾??、廣?Ｉ?｜?｜?！?Ｉ??工ａａＡ入?？？？、??竹丫丫??纖＂＂禮??圖１－７?ＰＡＮ分子鏈在碳化過程中的化學(xué)變化［７（），９４］??Ｆｉｇ．?１－７?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｆｏｒ?ＰＡＮ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｃｈａｉｎ?ｄｕｒｉｎｇ?ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ?［７０＇９４］??碳纖維的結(jié)構(gòu)與性能主要通過ＴＥＭ、ＸＲＤ、拉曼、ＸＰＳ、電導(dǎo)率及機械性能來??表征。??通過透射電子顯微鏡（ＴＥＭ）可以觀察及計算晶格尺寸，并表征石墨化程度。??通過分析ＸＲＤ圖譜中衍射角的大小和半高寬計算碳纖維中的微晶參數(shù)，即Ｂｒａｇｇ及??Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式１－３、１－４［９５］。碳纖維中的微晶尺寸隨碳化溫度的增加先增加后減小，且??層間距逐漸減�。郏叮矗�。??ｎＡ?—?２ｄｓ＼ｎ６?（１－３）??Ｚ?＝?０／（／？?ｃｏｓ?６＞）?（１－４）??其中：ｄ和Ｌ為分別為晶面間距及晶粒尺寸；ｎ為反射級數(shù)；０為衍射角；Ｘ為Ｘ??射線波長；Ｐ為衍射峰半高寬弧度；Ｋ為結(jié)構(gòu)因子，１＾〇〇２）（晶粒厚度）為０．９１，ＬａＵ１０）??（晶粒寬度）為１．８４。??通過拉曼光譜可以直接通過計算Ｄ峰與Ｇ峰強度的比值獲得碳纖維的缺陷程度，??其值越小表明有序石墨化程度越高，同時兩峰的半高寬隨石墨化程度的加深而減小??［９６］〇??ＸＰＳ是

【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯改性聚丙烯腈基納米炭纖維的制備及其性能[J]. 孔慶強,楊芒果,陳成猛,楊永崗,溫月芳,王茂章.  新型炭材料. 2012(03)
[2]碳纖維的制備方法與性能研究進展[J]. 謝發(fā)勤,張乾.  材料導(dǎo)報. 2001(09)

博士論文
[1]多針頭水浴靜電紡聚酰胺6納米纖維束的形成機理及應(yīng)用研究[D]. 田龍.蘇州大學(xué) 2016



本文編號：3390769