導(dǎo)電材料-PVDF納米纖維復(fù)合物的制備與表征.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是基于高壓電場(chǎng)下帶電流體產(chǎn)生高速噴射的原理發(fā)展而來，用以制備納米纖維的一種方法。所得纖維直徑一般在數(shù)十納米到數(shù)微米之間，纖維無規(guī)堆砌形成孔尺寸約0.1微米-10微米的膜，具有高的比表面積和孔隙率，可用于催化、過濾、組織工程、藥物釋放系統(tǒng)、防護(hù)服、電池隔膜等方面。本文利用導(dǎo)電材料與聚偏氟乙烯(PVDF)共混電紡，以及用化學(xué)鍍和電紡技術(shù)相結(jié)合，制備出導(dǎo)電材料/納米纖維復(fù)合物，提高了聚合物纖維復(fù)合物的電導(dǎo)率、磁性、抗靜電性能以及吸

2、波性能，極大的拓寬了電紡纖維的應(yīng)用范圍。 利用電紡技術(shù)制備了對(duì)甲苯磺酸摻雜的聚苯胺(PANI-TSA)/聚偏氟乙烯(PVDF)復(fù)合電紡纖維膜，并用電導(dǎo)率儀，掃描電子顯微鏡(SEM)，靜電電位計(jì)，電化學(xué)工作站，力學(xué)試驗(yàn)機(jī)等對(duì)紡前溶液和紡后纖維膜進(jìn)行了表征。研究表明導(dǎo)電聚合物的加入增加了紡前溶液的電導(dǎo)率，顯著提高了膜的離子電導(dǎo)率和抗靜電性能。含有導(dǎo)電聚合物的電紡纖維比純PvDF電紡纖維更細(xì)更彎曲，同時(shí)由于部分PANI-TSA沒有溶解

3、，以顆粒狀存在纖維中，纖維表面因此變的粗糙，拉伸強(qiáng)度略有降低。 利用電紡技術(shù)制備了可溶性單壁碳納米管(s-SwNT)/PVDF復(fù)合物納米纖維膜。s-SWNT更容易分散在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，從而有利于s-SWNT在電紡纖維中分散。利用電導(dǎo)率儀、SEM、電化學(xué)工作站、LCR測(cè)試儀、靜電電位計(jì)等對(duì)纖維膜進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)s-SWNT的加入提高了紡前溶液的電導(dǎo)率，電紡得到直徑更小的扭曲納米纖維。隨著s-SWNT含量的增加，電紡

4、纖維膜介電常數(shù)增加。當(dāng)s-SWNT含量為0.02wt％時(shí)介電常數(shù)達(dá)到最大，同時(shí)電導(dǎo)率增加到3.88×10<'-3>S/cm，是純PVDF膜的63倍；s-SWNT含量為0.05wt％時(shí)電導(dǎo)率達(dá)到了45.8×10<'-3>S/cm?？赡苁且?yàn)榉稚⒃诶w維中的s-SWNT達(dá)到臨界閾值，形成了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)由于纖維直徑減小，比表面積增加，可以吸收更多的電解液所致。電導(dǎo)率的提高也使電紡膜更容易消除電荷。 采用共軛電紡制得PVDF連續(xù)纖維束，

5、然后以此為模版進(jìn)行化學(xué)鍍，成功制備了磁性連續(xù)纖維束。利用電導(dǎo)率儀、SEM、X射線能譜儀(EDAX)、X衍射儀(XRD)、震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對(duì)纖維進(jìn)行表征。發(fā)現(xiàn)通過共軛電紡可以生產(chǎn)出連續(xù)的，取向規(guī)整的纖維束，改變了電紡纖維只能以不規(guī)則排列收集的現(xiàn)狀。同時(shí)實(shí)驗(yàn)還研究了化學(xué)鍍PVDF纖維束的原理，以及纖維表面形貌與施鍍時(shí)間的關(guān)系。證明化學(xué)鍍后纖維仍保持良好的取向，且表面被金屬鈷及少量磷均勻覆蓋?；瘜W(xué)鍍后纖維顯示出良好的磁性(飽和磁化率為