聚乙烯醇-碳納米管納米纖維氈的制備及其自組裝研究.pdf

1、隨著靜電紡絲技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)成功地制備出了結(jié)構(gòu)多樣的納米材料。碳納米管(CNTs)由于其自身優(yōu)異的性能正逐漸被應(yīng)用到靜電紡絲中以制備更多樣的復(fù)合納米材料。同時(shí)，CNTs在透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用也受到了廣泛的關(guān)注，將簡(jiǎn)便有效的靜電紡絲技術(shù)與CNTs相結(jié)合能夠?yàn)樵擃?lèi)薄膜的制備提供一種新的方法，并且具有許多明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　 本文采用多壁碳納米管(MWNTs)與聚乙烯醇(PVA)作為靜電紡絲材料制備了PVA/MWNTs復(fù)合納米纖維，

2、并通過(guò)浸水潤(rùn)濕的方法使所得的PVA/MWNTs復(fù)合納米纖維氈發(fā)生自組裝，從一張多孔的納米纖維氈轉(zhuǎn)變?yōu)橐粡堉旅艿耐该鲝?fù)合膜，并系統(tǒng)地探討了該自組裝現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理所在，主要內(nèi)容包括：
　　 1.采用風(fēng)干的方法討論了MWNTs經(jīng)酸化后所得的MWNTs-COOH和MWNTs-OH分別在水中的分散效果，并通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)分別研究了兩者與棉布和PVA的相互作用，證明了MWNTs-COOH比MWNTs-OH與水分子的結(jié)合作用更強(qiáng)，從而MWNTs-

3、OH更易脫離水分子的束縛與棉纖維和PVA之間產(chǎn)生氫鍵作用，因此選擇MWNTs-OH作為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的材料。
　　 2.采用靜電紡絲制備了PVA/MWNTs-OH復(fù)合納米纖維，分別通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)和差熱掃描量熱法(DSC)等手段討論了PVA濃度和MWNTs-OH添加量對(duì)復(fù)合納米纖維形貌和熱學(xué)性能的影響，獲得最佳的紡絲條件是PVA的濃度為10％和MWNTs-OH的添加量為2.5mg/ml。同時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)

4、于復(fù)合納米纖維的分解溫度，MWNTs-OH的添加量存在一個(gè)臨界值。
　　 3.將PVA/MWNTs-OH納米纖維氈放到水中使其發(fā)生自組裝，詳細(xì)描述了該氈遇水收縮變小，且逐漸變透明，最終形成一張致密的透明薄膜的自組裝現(xiàn)象。通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)、X射線(xiàn)衍射測(cè)試(XRD)和SEM等手段分別從宏觀和微觀角度探討了自組裝膜的質(zhì)量和厚度不變、多層致密結(jié)構(gòu)、收縮率可控、透光率可控、塑形可控和結(jié)晶度變化等特點(diǎn)。從多種薄膜遇水即溶的情況，深入研究了自組裝