论文部分内容阅读
传统纺织产业的逐渐成熟,为纺织行业的研究重点转向高附加值、高技术含量的领域提供基础条件。将导电功能材料与纺织材料结合,制备具有优异导电性能的复合材料备受纺织行业的关注。为获得导电性能优异的柔性导电纺织复合材料,本文首先以石墨为主要原材料,采用改进的Hummers法将不溶于水的石墨制备成亲水性良好的氧化石墨烯(Go);然后采用浸渍法将氧化石墨烯与纯棉织物结合,得到氧化石墨烯/棉织物复合材料,最后使用水合肼经化学还原后将氧化石墨烯/棉织物复合材料还原得到石墨烯/棉织物导电复合材料。利用XRD检测氧化石墨烯晶型结构,利用SEM观察石墨烯/棉织物导电复合材料微观结构,利用FTIR检测氧化石墨烯所含含氧官能团,利用TEM观测氧化石墨烯片层结构,利用四探针测试仪对复合材料进行表征及性能测试。结果表明:采用改进的Hummers法制备得到单片层且结构良好的氧化石墨烯,还原后石墨烯/棉织物导电复合材料具有良好导电性,复合材料方阻最低可达189Ω/sq;随着氧化石墨烯质量浓度和浸渍次数的增加,氧化石墨烯与棉织物结合能力增强,所得石墨烯/棉织物复合材料的方阻降低,导电性增强。接着,选用纯棉织物与硝酸银为主要原材料,使用水合肼还原硝酸银从而制备银/棉织物导电复合材料,研究硝酸银浓度、反应温度、还原反应时长、还原剂浓度、浴比等反应条件对所制备银/棉织物导电复合材料导电性能的影响。利用XRD检测所得银粒子晶型结构,利用UV-Vis检测银粒子紫外吸收光谱,利用激光粒度仪检测银粒子的粒径,利用SEM观察银/棉织物导电复合材料微观结构,利用四探针测试仪等对银/棉织物导电复合材料导电性能进行测试。分析硝酸银浓度、还原反应时长、反应温度、浴比、还原剂浓度对银/棉织物导电复合材料方阻的影响。结果表明在反应条件为硝酸银浓度1.5 mg/mL、反应温度80℃、还原反应时长60 min、还原剂浓度1.5 mg/mL、浴比1:50时,能够制得导电性能良好的银/棉织物导电复合材料,复合材料方阻最低可达201Ω/sq。最后,一方面以石墨烯/棉织物导电复合材料及氧化石墨烯/棉织物复合材料为原料,与硝酸银反应,经化学还原后得到银/石墨烯/棉织物导电复合材料。另一方面,以银/棉织物导电复合材料为原料,采用浸渍法将提前制备好的氧化石墨烯与银/棉织物导电复合材料相结合后,使用水合肼经化学还原得到石墨烯/银/棉织物导电复合材料。利用XRD检测石墨烯、银的晶型结构,利用SEM观察石墨烯/银/棉织物导电复合材料及银/石墨烯/棉织物导电复合材料微观结构,利用UV-Vis检测石墨烯及银粒子紫外吸收光谱,利用四探针测试仪对石墨烯/银/棉织物导电复合材料及银/石墨烯/棉织物导电复合材料导电性能进行测试,配合各种测试仪器对复合材料的力学性能及耐磨耐水洗性进行测试,对比两种不同制备方法的优缺点、导电复合材料导电性能及其他各项性能。可知:若要制备具有优异导电性能复合材料,需首先制备银/棉织物导电复合材料,再使用浸渍法制备氧化石墨烯/银/棉织物复合材料,最后采用化学还原法得到具有优异导电性能的石墨烯/银/棉织物导电复合材料,复合材料方阻最低可达20Ω/sq,具有可作为柔性导电材料使用的潜力。