氧化石墨烯/海藻酸钙复合纤维的制备与性能研究

为了解决以纯海藻酸钠制备的海藻酸盐纤维力学性能差的问题,本文采用改进的霍姆斯法合成氧化石墨烯(graphene oxide,GO),利用透射电子显微镜和红外光谱对GO的形态结构进行表征分析。并以氯化钙为凝固浴,对含GO的海藻酸钠水溶液进行湿法纺丝,制备了GO/海藻酸钙复合纤维,并考察复合纤维的表面和内部形态、拉伸性能及阻燃性能。研究结果表明,复合纤维径向表面存在凹陷、断面质地均匀,GO的引入使海藻酸钙纤维的断裂强度和断裂伸长率明显提高。当氧化石墨烯的质量分数为1%时,断裂强度为海藻酸钙纤维的162%,断裂伸长率为海藻酸钙纤维的203%。另外与纯海藻酸钙纤维相比,复合纤维的阻燃性能得到进一步提高。同时也表明在海藻酸钙纤维中加入一定量的GO,海藻酸钙复合纤维的力学性能和阻燃性能得到很大的提升,使海藻酸钙纤维具有更加广泛的应用前景。

聚异丙基丙烯酰胺接枝石墨烯纤维的结构及性能研究

将聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)与氧化石墨烯(GO)接枝,然后采用湿法纺丝方法纺制复合纤维,经氢碘酸还原后得到还原氧化石墨烯(RGO)/(PNIPAM)复合纤维。通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱、差示扫描量热仪等对纤维的微观形态和结构进行表征,进一步研究该纤维的力学和电学性能。通过观察扫描电镜和透射电镜发现PNIPAM与RGO充分混合,红外光谱也证实了这一点。RGO/PNIPAM复合纤维玻璃化转变温度为130℃左右,随着PNIPAM的量增加,玻璃化转变温度有所增加。随着PNIPAM含量的增加,复合纤维的电阻率下降,当RGO与PNIPAM质量配比为90:10时,电阻率为2.95×10^(-4)Ω·m。随着PNIPAM比例的增加,复合纤维的强度先增加后降低,当RGO:PNIPAM为90:10时强度最低,复合纤维强度为3.82c N/tex。

聚乙烯醇/羧基化氧化石墨烯复合纤维的制备及性能

为提高氧化石墨烯(GO)在聚乙烯醇(PVA)纤维中的分散均匀性,采用天冬氨酸改性GO,使GO分子结构中的环氧基开环,将羧基引入到GO片层中,从而增加GO的反应位点,使PVA和GO能够均匀混合。通过湿法纺丝制备出GO/PVA复合纤维,并对其进行傅里叶红外光谱分析(FTIR)、紫外-可见光谱分析(UV-vis)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜表征(SEM)、热重分析(TG)和力学性能分析。试验结论如下:较优工艺为GO:PVA=1:15,在此工艺条件下复合纤维的断裂强度为11.2cN/tex,断裂伸长率为262.06%。