還原劑對GO自組裝PAN纖維結(jié)構(gòu)及性能的影響

鄭迎迎 ，李鳳美，王 彪

(東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201620)

還原劑對GO自組裝PAN纖維結(jié)構(gòu)及性能的影響

鄭迎迎 ，李鳳美，王 彪*

(東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201620)

通過浸漬法將氧化石墨烯(GO)自組裝在聚丙烯腈(PAN)纖維表面，然后采用還原強弱不同的還原劑水合肼、氫碘酸(HI)、維生素C分別還原GO,制備了經(jīng)還原GO(rGO)表面修飾的導(dǎo)電PAN纖維，研究了不同還原劑對rGO / PAN纖維的結(jié)構(gòu)及性能的影響。結(jié)果表明：通過浸漬處理后，GO成功自組裝在PAN纖維表面上；水合肼、HI在高溫短時間內(nèi)還原的rGO/PAN纖維表面形成的小褶皺數(shù)量較多，面積較大，維生素C在低溫長時間條件下還原的rGO/PAN纖維表面出現(xiàn)密集的小皺褶并形成大的卷曲氣層結(jié)構(gòu)；當(dāng)GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.64%時，在99 ℃下還原1.5 h后，HI、水合肼還原制得的rGO / PAN纖維的體積電阻率分別為388 ，1 091 Ω·cm，HI還原后纖維強度有所下降，水合肼還原后纖維力學(xué)性能被嚴(yán)重破壞；采用維生素C在80 ℃下還原24 h得到的rGO / PAN纖維的體積電阻率為762 Ω·cm，與PAN原絲相比下降了11個數(shù)量級，達到了導(dǎo)電纖維的級別，并且纖維本身的力學(xué)性能得以保留。

聚丙烯腈纖維 氧化石墨烯 還原劑 自組裝 導(dǎo)電性 力學(xué)性能 結(jié)構(gòu)

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一種衍生物，具有大的比表面積、獨特的熱力學(xué)和機械性質(zhì)、較強的化學(xué)修飾能力。GO具有與石墨烯相同的層狀結(jié)構(gòu)，但GO層間及層片邊緣分布了大量的含氧官能團(—OH，CO，C—O—C等)。這些官能團使GO更容易分散在水及有機溶劑中，并且表面的極性官能團易與一些極性有機分子和聚合物形成強的相互作用或化學(xué)鍵，GO以這些相互作用力為驅(qū)動力可自組裝在其他材料上，從而賦予材料一定的功能特性，如優(yōu)異的導(dǎo)電性[1-3]、導(dǎo)熱性[4]、電磁屏蔽性[5]、抗紫外性[6]等?！?br>