新型碳纳米管膜卷纱的力学及传感性能

为提高碳纳米管(CNT)膜卷纱传感性能,通过喷涂的方式制备聚(3,4-二氧乙撑噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/CNT复合薄膜,采用自主搭建的加捻装置加捻制备宽度与捻度不同的12种PC(PEDOT:PSS/CNT)膜卷纱。通过直径与外观以及拉伸-电阻变化测试,研究分析PC膜卷纱的力学性能、传感性能及传感循环稳定性能,与CNT膜卷纱的性能进行对比分析。结果表明:在最优的测试参数下,PC膜卷纱的传感系数(GF值)为3.23,比相同参数下未复合PEDOT:PSS的CNT膜卷纱提高了412%。     

超声喷涂罗纹针织物电磁屏蔽性能

碳纳米管因其优异的电学性能和力学性能，近年来被广泛运用到电磁屏蔽织物的研究中。此研究引入高导电性的聚（3,4-乙烯二氧噻吩）∶聚苯乙烯磺酸（PEDOT∶PSS），制备一种CNT/PEDOT∶PSS电磁屏蔽织物。此研究通过制备不同质量分数（0.5%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%）CNT、不同质量分数（0.1%、0.2%、0.5%、1.0%）的PEDOT∶PSS溶液，采用超声诱导喷涂方法与针织物相结合。当质量分数为7.0%CNT、1.0%PEDOT∶PSS时，罗纹织物电阻率达最小值11.5Ω·cm,SE值最小为-34.0 d B，能屏蔽99%的电磁波；RL值最小可以达到-14.8 d B，在频宽为2.2 GHz(10.3～12.5 GHz)的频段内RL值可达-10.0 d B以下，能吸收90%以上的电磁波。     

基于纤维素膜/PEDOT:PSS的电致变色器件及其性能研究

基于纤维素开发了一种环保的高性能电致变色器件（ECD）。通过在纤维素膜表面旋涂聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）,获得纤维素膜/PEDOT:PSS透明导电基底,并与电解质复合构建ECD。随着纤维素膜表面PEDOT:PSS旋涂层数的增加,纤维素膜/PEDOT:PSS透明导电基底的导电率呈增加趋势,透光率呈降低趋势,旋涂3层PEDOT:PSS的纤维素膜/PEDOT:PSS透明导电基底具有77%的透光率和465Ω/sq的电阻。通过施加3 V的正向电压,制备的ECD的透光率可在10 s内从77%下降至53%,且施加3 V的负向偏压,其透光率可以快速恢复。此外,制备的ECD电致变色能力在循环100次后仍然保持较为稳定的状态。     

间隔织物基光热-热电复合材料的制备及其性能

为提高柔性可穿戴供能设备的热电性能,首先利用NaOH和二甲亚砜(DMSO)共同掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)制备NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜,研究了NaOH及DMSO质量分数对PEDOT:PSS电导率、塞贝克系数以及功率因数的影响;然后以棉/涤纶间隔织物为基材,通过复合NaOH/DMSO/PEDOT:PSS并涂覆ZrC/聚氨酯(PU)光热层制备光热-热电复合材料,并对复合材料的形貌结构和热电性能等进行表征。结果表明:当添加质量分数为0.5%的NaOH及3.5%的DMSO时,NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜的功率因数达到最高,为25.6 μW/(m·K²),是纯PEDOT:PSS膜的2 327倍;光热-热电复合材料的塞贝克系数为35.5 μV/K,添加ZrC/PU光热层后复合材料在光照下产生的电压为无光热层复合材料的6.3倍。     

用低温界面聚合法制备多功能核壳结构热电织物

为制备导电率高且柔性的多功能热电织物,采用低温原位聚合法制备了对甲苯磺酸离子掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT∶Tos)包覆聚丙烯纤维的核壳结构热电织物。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、红外热成像仪对热电织物的结构和性能进行表征与分析。结果表明:热电织物兼具织物优异柔韧性和PEODT∶Tos 良好的导电性,电导率可达2.1 S/cm;当在热电织物两端施加10 V的电压时,其表面温度提高近20 ℃,具有良好电热性能,可将电能有效地转化为热能;由热电织物所构建的热电转化装置处在温差为20 ℃的温度梯度场中时,可持续输出0.3 mV的电压。     

不同溶剂对PEDOT:PSS导电薄膜性能的影响

本研究采用气溶胶喷印技术,在SiO2衬底上喷印沉积了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)有机导电薄膜.利用光学显微镜、原子力显微镜以及四探针测试薄膜的形貌和电学特性,系统研究了加入乙二醇、丙三醇溶剂对导电薄膜卫星液滴产生、表面形貌以及导电特性的影响.研究结果显示:添加乙二醇和丙三醇溶剂可有效控制PEDOT:PSS薄膜卫星液滴的产生,导电薄膜的粗糙度由263nm分别降为47.7nm和2.99nm.同时,PEDOT:PSS薄膜的导电性也获得明显的提高,薄膜方块电阻从原来的3.31×108 Ω/□,分别降为4.53×105 Ω/□和4.61×104 Ω/□.这表明,在PEDOT:PSS墨水中引入丙三醇能有效改善PEDOT:PSS薄膜的表面形貌以及导电性能.     

创意家居新材料——能监控温度变化的水性乳胶漆复合涂料

水性乳胶漆具有低甲醛,低芳香类化合物等优点,使其在房屋建筑材料中广受欢迎。文章利用有机导电材料的特性,将有机导电高分子聚合物PEDOT:PSS水溶液与市售水性乳胶漆混合,以不同质量比制备复合乳胶漆,经过涂膜分析其电学性能。结果表明,在PEDOT:PSS质量比为0.8%条件下,所制备的薄膜电阻率对温度变化最敏感,尤其是在20℃至50℃范围;而且膜厚对所制备薄膜的性能影响很小,展现了优异的可重复性。由此,通过改善工艺,制备出了可监控温度变化的PEDOT:PSS-水性乳胶漆复合涂料,可用于检测建筑物中温度的变化,可为未来智能家居提供一种创意家居新材料。     

PEDOT:PSS纤维国内外研究进展北大核心CSCD

随着现代电子科学技术的蓬勃发展,导电材料与可穿戴柔性电子器件的交叉领域得到广泛关注。聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)在室温下的电导率超过1000 S/cm,被认为是最有前途的导电高分子材料之一,其在发光二极管、太阳能电池、超级电容器和柔性传感器等方面有着巨大的应用前景。当前,高性能PEDOT:PSS纤维的连续纺丝工艺依旧是亟待探索的研究方向。文章结合近年来国内外在PEDOT:PSS纤维领域的研究成果,从成型技术、纤维种类及纤维后处理工艺三个角度综述了PEDOT:PSS纤维的研究进展,最后对PEDOT:PSS纤维的纺丝技术、性能、应用领域等方面进行了展望。     

PEDOT:PSS纤维国内外研究进展

随着现代电子科学技术的蓬勃发展,导电材料与可穿戴柔性电子器件的交叉领域得到广泛关注。聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)在室温下的电导率超过1 000 S/cm,被认为是最有前途的导电高分子材料之一,其在发光二极管、太阳能电池、超级电容器和柔性传感器等方面有着巨大的应用前景。当前,高性能PEDOT:PSS纤维的连续纺丝工艺依旧是亟待探索的研究方向。文章结合近年来国内外在PEDOT:PSS纤维领域的研究成果,从成型技术、纤维种类及纤维后处理工艺三个角度综述了PEDOT:PSS纤维的研究进展,最后对PEDOT:PSS纤维的纺丝技术、性能、应用领域等方面进行了展望。     

有机溶剂对PVA/PEDOT:PSS导电纤维性能和结构的影响

采用湿纺工艺成功制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)和聚乙烯醇(PVA)导电纤维,选用不同有机溶剂如乙二醇(EG)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮对导电纤维进行掺杂,以改善其性能。探究掺杂溶剂对PVA/PEDOT:PSS导电纤维结构和性能的影响。结果表明,掺杂EG的导电纤维表现出良好的导电性,电阻率由4.7×107Ω·cm下降到3.2×105Ω·cm;拉伸强度升高到(34.0±0.5)MPa,断裂伸长率升高至25.9%;表面沟槽和凹陷数量减少,较为光滑。     

聚乙烯醇对芳纶复合纱聚苯胺导电层耐久性影响

为提高聚苯胺导电层与基材之间的黏结牢度,以聚乙烯醇为共混高聚物,通过连续原位聚合法在对位芳纶纱线表面形成聚乙烯醇/聚苯胺导电层,制备得到芳纶/聚苯胺/聚乙烯醇复合导电纱。分析了导电纱的结构与性能,并研究了聚乙烯醇对聚苯胺导电层耐水洗和耐磨性的影响。结果表明:适量添加聚乙烯醇有助于提高导电纱导电层的结构规整性及电导率,随着聚乙烯醇质量分数的提高,导电纱的电导率呈先上升后下降的趋势,当聚乙烯醇占苯胺的质量分数为4.30%时,制得的复合导电纱线的电导率最高,达到(1.120±0.198) S/cm;聚乙烯醇的添加和质量分数的提高,有助于聚苯胺导电层耐水洗性及在较小外力作用下的耐磨性的提高。     

碳纳米管/聚合物温差发电复合纺织材料的制备及其性能

为得到一种新型的柔性可穿戴温差发电织物,通过聚（3,4?乙烯二氧噻吩）与聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）将 碳纳米管（CNTs）均匀分散,采用浸渍烘干法,制备 CNTs/PEDOT/PSS 温差发电复合材料。借助扫描电子显微镜、X 射线衍射仪表征了该温差发电复合纺织材料的表面形貌和结晶情况,测试了不同质量分数 CNTs 下的 Seebeck 系数、 电导率和热导率,通过计算热电优值讨论了其热电性能,并研究了透湿性、折皱回复性等服用性能。结果表明：随着 CNTs 质量分数的增加,Seebeck 系数和电导率增大,热导率保持在较低的水平,热电优值增加,热电性能逐渐增强,透 湿性稍有下降,折皱回复性得到提高;在CNTs 质量分数为0.4% 时,热电优值达到2.99 ×10-9。     

Fabrication of poly(vinylidenefluoride‐co‐hexafluoropropylene) nanofiber yarns by conjugate electrospinning

Conventional electrospinning is an efficient method to fabricate polymer nanofibers which are usually collected as non‐woven mats. Recently, in order to fabricate a nanofiber yarn, conjugate electrospinning has been developed using coupled spinnerets applied with two high electrical voltages of opposite polarities In this paper, poly(vinylidenefluoride‐co‐hexafluoropropylene) (PVDF‐HFP) nanofiber yarns are prepared by conjugate electrospinning. The effects of the concentration and delivery rate of polymer solution and the distance between coupled spinnerets on the structure of PVDF‐HFP nanofiber yarns are investigated. The structure of the nanofiber yarns is observed by scanning electron microscopy (SEM). The mechanical properties of the nanofiber yarns are measured by electronic fiber strength tester. The results show that the PVDF‐HFP nanofiber yarn consists of a large number of nanofibers aligned well along the longitudinal axis of the yarn, and the nanofibers have diameters ranging from several hundred nanometers to a few microns. The diameter of nanofibers in yarns increases with the increase in the polymer concentration, which significantly affects the structure of nanofiber yarns. The PVDF‐HFP nanofiber yarn electrospun from the polymer solution with a concentration of 45% has the highest tensile strength of 0.25 cN/dtex and an elongation of 180.13%.     

Photovoltaic textile structure using polyaniline/carbon nanotube composite materials

In this paper, an investigation of flexible electrodes for photovoltaic textile structures utilizing polymer‐based organic materials is presented. The composite structure consisting of a blend of water dispersible carbon nanotube:polyaniline (CNT:PANI) components with poly(3,4 ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) was applied to be used as the hole collecting electrode in photovoltaic textile applications. Both photovoltaic textiles and conventional solar cells were fabricated by using a blend of poly(3‐hexylthiophene‐2,5‐diyl) (P3HT):(6,6)‐phenyl C61‐butyric acid methyl ester (PCBM). All devices were characterized by measuring current versus voltage characteristics under AM 1.5 conditions. The nanoscale morphology of the photovoltaic structures was investigated using scanning electron microscopy and atomic force microscopy.     

导电涤纶纱连续制备工艺与性能

为提高涤纶的导电性能,以涤纶长丝纱为基材,采用基于苯胺原位聚合的连续导电方法,制备涤纶/聚苯胺（PET/PANI）复合导电纱。探讨了导电处理工艺氧化剂浓度、处理掺杂酸和苯胺的浓度及处理速度对导电纱导电性能的影响,并测定与分析了纤维的表面形貌、化学结构、热学性能及力学性能。结果表明：经导电处理后,ＰＥＴ纱线表面及内部包覆并填充了导电态PANI;反应液浓度及处理速度对PET/PANI复合导电纱的电导率有较大影响,制得的导电纱电导率最高可达1.5 S/cm以上;PANI的存在降低了PET的热稳定性;相比PET纱,PET/PANI复合导电纱的断裂强度和断裂伸长率有小幅增长,但初始模量却有较大的下降。     

Fabrication of highly electrical synthetic leather with polyurethane/poly(3,4-ethylene dioxythiophene)/poly(styrene sulfonate)

Poly(ethylene-3,4-dioxythiophene)/poly(styrene sulfonic acid)(PEDOT/PSS) water dispersions are commercially available, and various coating formulations for substrates, such as glass, plastics, and ceramics, have been suggested. Recently, it was found that the addition of a small amount of organic solvent, such as ethylene glycol (EG) and dimethylsulfoxide (DMSO), to the aqueous dispersion of PEDOT/PSS increases the conductivity significantly. This study examined how a combination of solvent addition affects the PEDOT/PSS conductivity of artificial leather (napping fabric with short fur). In addition, the sustainability of the PEDOT/PSS conductivity for the common use of artificial leather was investigated using abrasion and tension cycle tests. The electric conductivity of the leather increased in the order of EG < DMSO < EG + DMSO. The sustainability of the PEDOT/PSS conductivity in the case of EG + DMSO was superior to that of the EG or DMSO solvents. The padding process was found to be a more effective method for achieving durability against abrasion and tension cycle with a lower deposit weight than when using the coating process. The mechanical properties of the synthetic leather using the padding process also showed high performance compared to the coating process.     

应用原位聚合法的PTT/毛/聚苯胺复合导电纱制备与性能

本文采用了一种新颖的基于原位聚合法的连续制备导电纱线的方法,以PTT/毛混纺纱为原料,制备了PTT/毛/PANI复合导电纱线,探讨了反应液浓度对复合导电纱电导率的影响,并研究了PTT/毛/PANI复合导电纱的表面形貌、化学结构及力学性能。研究结果表明：随着反应液浓度的提高,复合导电纱线中的聚苯胺含量增大,纱线的电导率提高,可达1.08×10-2S/cm;红外分析表明复合导电纱是PTT、羊毛与聚苯胺的共混体系;纱线经导电处理后,断裂强力、断裂伸长率与初始模量均有所提高,但屈服应力和屈服伸长率都有一定程度的下降。