靜電紡絲法制備PAN-SWNTs納米纖維初探.pdf

1、為了提高單壁碳納米管在聚合物基體中的分散性、增強(qiáng)單壁碳納米管和聚合物基體間的界面結(jié)合，進(jìn)而得到力學(xué)性能較好的聚丙烯腈(PAN)納米纖維，本課題將聚合物包覆的單壁碳納米管添加到聚丙烯腈基體中，運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)在輥筒轉(zhuǎn)速為2500r/min、電壓14-16kV、流量0.3ml/h的條件下，得到了表面光滑、直徑分布均勻、沿輥的旋轉(zhuǎn)方向平行排列的PAN基納米纖維，并且在一定的張力和溫度下對(duì)所得的納米纖維進(jìn)行熱牽伸，從而得到力學(xué)性能優(yōu)異的納米纖維

2、。
　　 通過(guò)掃描電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)、差示掃描量熱儀(DSC、熱重分析儀(TGA)、傅里葉紅外測(cè)試(FTIR)、X線(xiàn)衍射掃描、極圖掃描、力學(xué)性能等測(cè)試方法表征了納米纖維的微觀結(jié)構(gòu)和性能，主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)當(dāng)加入0.75wt％的單壁碳納米管時(shí)，PAN納米纖維的力學(xué)性能最佳，并且經(jīng)過(guò)熱牽伸處理后單壁碳納米管對(duì)PAN納米纖維的力學(xué)性能增強(qiáng)效果更加顯著。當(dāng)加入1wt％的單壁碳納米管時(shí)，由于單壁碳納米

3、管在PAN基體中分散性變差，纖維表面變得粗糙，形成了應(yīng)力集中點(diǎn)，影響了其力學(xué)性能的改善。
　　 (2)在一定溫度和張力條件下對(duì)納米纖維進(jìn)行熱牽伸，且對(duì)熱牽伸前后的PAN納米纖維進(jìn)行SEM、FTIR、X射線(xiàn)衍射測(cè)試，證實(shí)經(jīng)過(guò)熱牽伸后納米纖維沿纖維軸向排列更好，纖維排列更加緊密。熱牽伸后納米纖維結(jié)晶度大約提高了240.24％，取向度大約提高了245.45％，結(jié)晶度和取向度均大幅提高。
　　 (3)對(duì)熱牽伸前后PAN和PAN/