纤维素水凝胶纤维的制备及其阻燃传感性能

针对纤维素纤维易燃、功能单一的问题,利用羧甲基化反应引入羧基和金属离子,赋予其阻燃性和吸水性;改性纤维吸水后得到离子导电的水凝胶纤维。借助扫描电子显微镜、氧指数仪、微型量热仪、热重分析仪、单纤维强力仪等分析其阻燃性、热稳定性和力学强度等性能,研究了不同形变条件下纤维素水凝胶纤维的电流信号响应规律。结果表明:纤维素纤维经羧甲基化改性后,极限氧指数从(17.8±0.9)%提高到(35.3±0.9)%;热释放速率峰值和总热释放量分别下降了70.1%和49.4%,基于金属离子优异的阻燃性能和催化成炭能力,燃烧后炭层的致密性高;改性纤维经过吸水后,在不同形变情况下可产生相应的电流响应,具有应变传感能力。纤维素基水凝胶纤维耐燃烧且对物理形变具有灵敏的信号变化,在阻燃及柔性传感领域具有发展潜力。