聚乙烯醇(PVA)纤维具有较高强度和模量,且无毒无害,是新一代绿色材料之一。在工业生产中,常常可用于运输带,滤布,渔网,缆绳等,但是在特殊领域,其强度和模量仍然不能满足应用需求。近年来,在聚合物中添加纳米碳材料已经越来越成为人们研究的新热点,然而不论是碳纳米管(CNTs)还是石墨烯,虽然具有优异的性能,但是其在纤维应用中仍然存在不足。研究人员尝试将CNTs,大多为多壁碳纳米管(MWCNTs)转化成纳米带,并将其应用于复合纤维的增强,产生了较好的效果。本文采用氧化的方法将单壁碳纳米管(SWCNTs)纵向打开并进行长时间的冷冻干燥得到形状完整的氧化石墨烯纳米带(SGONRs),然后将其与PVA直接混合纺丝并进行热处理,最终得到PVA/SGONRs复合纤维,并对其结构和性能进行了研究。本文的主要研究内容和结论如下:1.使用氧化超声的方法纵向切开SWCNTs,之后采用长时间冷冻干燥的方法制得SGONRs,并对SGONRs的形貌、结构、分散性等进行了分析。结果表明,SGONRs保持了较为完整的形貌,而且表面含有较多的含氧官能团,与SWCNTs相比,SGONRs与PVA相互作用力更强,其分散性更好。2.将SGONRs作为增强体加入到PVA基体中,经过湿法纺丝和后续热拉伸制得PVA/SGONRs复合纤维。对SGONRs在纤维中的分散性研究表明,当SGONRs的含量较低时,其在纤维中均具有良好的分散性,但随着SGONRs的含量进一步增加,SGONRs在纤维中的分散性逐渐下降。而且,与含SWCNTs的复合纤维相比,含等量SGONRs的复合纤维分散性明显较好。3.探究了 SGONRs的加入对PVA/SGONRs复合纤维的力学性能、热性能的影响。结果表明SGONRs较大的长径比有利于沿着纤维轴向取向,而其与SWCNTs相比大幅提高的表面积为PVA与SGONRs相互作用提供了更多机会,因而存在较强的相互作用。当SGONRs的添加量逐渐增大时,PVA/SGONRs复合纤维的强度及其模量均呈现出先增大后减小的趋势,当SGONRs的含量为0.4 wt%时复合纤维力学性能在实验范围内达到最高值,其拉伸强度和杨氏模量比纯PVA纤维分别提高了 200%和153%,比 PVA/SWCNTs(0.4 wt%)提高了 121%和24%。而且,PVA/SGONRs复合纤维的热性能也有所提高。