绿色溶剂体系纤维素溶液制备导电纳米纤维

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本文研究了一种新型的绿色纤维素溶剂体系,并对该溶剂体系进行了静电纺丝的研究,在此基础上,以聚苯胺为导电介质,制备了导电纳米纤维。这种绿色溶剂体系是由PEG和NaOH按一定比例组成的混合水溶液,该溶剂体系在低温下对纤维素具有很好的溶解性。使用电化学法在磷酸溶液中制备导电聚苯胺,并利用正交试验确定了导电聚苯胺的最佳合成工艺条件。最后将聚苯胺溶液与纤维素溶液共混制备了导电纳米纤维膜。本文以扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜、热分析(TG-DSC)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析、粘度分析、电导率分析等为主要表征手段,研究了产物的结构和性能。结果表明:NaOH/PEG/水溶剂体系能够很好地溶解纤维素且该溶剂体系可用于制备纤维素纳米纤维,纤维素纳米纤维的直径在80-260nm之间;以聚苯胺的电导率为评价指标,根据正交实验数据统计分析确定了合成聚苯胺的最佳工艺条件;聚苯胺的加入影响了纤维素溶液的成纤性,纤维膜中出现大量“纺锤体”结构,纤维缺陷增多;在相同聚苯胺含量下,涂膜纤维膜的电导率明显高于电纺纤维膜的电导率;对导电纤维膜微观形貌及导电性能的研究表明,本实验制备出了微观形貌可控的导电膜材料,实现了导电纤维膜导电性能的可设计性,对实际应用具有一定的参考价值。
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