纺丝体系温度对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)水溶液与聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸根阴离子(PEDOT∶PSS)水分散液共混,在不同的纺丝体系温度下,通过湿法纺丝方法制备出PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。在制备出PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的基础上,探究了纺丝体系温度对共混纤维化学结构、表面形貌、导电性能及拉伸力学性能的影响。借助扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维进行测试表征。结果表明:随着纺丝体系温度的升高,制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的导电性能逐渐升高,电导率由1.55S/cm增加到2.39S/cm;制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维表面形貌有一定程度改善,纤维表面沟槽数量减少;制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的拉伸强度逐渐升高,断裂伸长逐渐降低。     

水洗工艺对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响

将PVA溶于DMSO中,制备完全溶解的PVA/DMSO溶液。将PVA/DMSO溶液与PEDOT∶PSS水分散液共混,制得混合均匀的PVA/DMSO/PEDOT∶PSS共混纺丝液。通过湿法纺丝方法将共混纺丝液挤入甲醇凝固浴以凝固成纤,随后凝固定型的纤维经过不同个数的水洗槽进行水洗而制得不同组别的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。探究了水洗次数对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM),红外光谱分析仪(FT-IR),高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维进行测试表征。结果表明:随着水洗次数的增加,纤维表面形貌逐渐变好,表面沟槽和凹陷数量减少,表面变得更加光滑;纤维的电导率逐渐增加;拉伸强度逐渐升高,断裂伸长率逐渐降低。     

凝固浴牵伸对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构及性能的影响

为了改善PVA/PEDOT∶PSS共混导电纤维的导电性能及力学性能,在二级凝固浴中对纤维进行牵伸,制备出不同牵伸倍率下的共混纤维。使用红外光谱分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维的结构与性能进行测试表征。通过对比牵伸前后共混纤维结构和性能的差异,探究凝固浴牵伸对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的影响。结果表明:牵伸后纤维表面褶皱与沟槽数量减少,纤维表面更加光滑;纤维的结晶度提高;纤维导电性能增强;纤维的拉伸断裂强度提高,拉伸断裂伸长降低。     

热定型工艺对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和性能的影响

将PVA水溶液与PEDOT∶PSS水分散液共混,制备出混合均匀的PVA/PEDOT∶PSS混合纺丝液,通过改变湿法纺丝后处理工艺中的热定型制备出不同热定型温度下的PVA/PEDOT∶PSS共混导电纤维。探究了热定型工艺对共混纤维结构和性能的影响,并分析了影响机理。借助红外光谱分析仪(FT-IR),X射线衍射仪(XRD),高阻计,电子单纤维强力仪和扫描电子显微镜(SEM)对共混纤维进行测试表征。结果表明:热定型温度对共混纤维的结晶性能,导电性能,拉伸力学性能,表面形貌及热稳定性均有一定程度的改善。随着热定型温度的升高,纤维大分子链的结晶程度逐渐完善,形成择优取向不明显的多晶结构;纤维电导率逐渐提高;纤维的拉伸断裂强度逐渐升高,拉伸断裂伸长逐渐降低;纤维表面的沟槽数量减少,沟槽的均匀性及平行度提高,纤维表面形貌得到改善。     

凝固浴中氯化锂的添加对PEDOT∶PSS导电纤维结构与性能的影响EI北大核心CSCD

以不同比例的丙酮/异丙醇为凝固浴,通过湿法纺丝制备聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)纤维,确定纺丝最佳凝固浴配比是丙酮/异丙醇体积比1∶1。在此基础上,探究了凝固浴中加入不同量的氯化锂对PEDOT∶PSS纤维结构和性能影响,并分析其机理。采用扫描电子显微镜、数字万用表、电子单纤维强力仪、显微共聚焦拉曼光谱仪、X射线衍射仪对纤维结构和性能进行测试表征。结果表明,凝固浴中氯化锂的加入可使纤维内部均匀紧密,并有效增加纤维强度,在氯化锂质量分数为0.4%时,纤维强度高达(247±7.5)MPa;且氯化锂的添加不改变纤维的结晶,但能使PEDOT分子链的共轭结构缩短,增加缠结,提高纺丝连续性和纤维强度。     

热定型时间对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)水溶液与聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(对苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)水分散液混合制备纺丝液,以甲醇做为凝固剂,通过湿法纺丝及后处理工艺制备出PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。在此基础上,对共混纤维进行不同时间的热定型处理,探究热定型时间对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响。借助红外光谱分析仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、高阻计和单纤维强力仪考察共混纤维的性能。结果表明:随着热定型时间的增加,制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维直径减小,随后表面出现灼烧痕迹;电导率与拉伸断裂强度均先增后降,热定型时间3min时电导率和拉伸断裂强度达到最大,分别为3.12S/cm和4.65cN/dtex;纤维拉伸断裂伸长持续降低。     

凝固浴中氯化锂的添加对PEDOT∶PSS导电纤维结构与性能的影响

以不同比例的丙酮/异丙醇为凝固浴,通过湿法纺丝制备聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)纤维,确定纺丝最佳凝固浴配比是丙酮/异丙醇体积比1∶1。在此基础上,探究了凝固浴中加入不同量的氯化锂对PEDOT∶PSS纤维结构和性能影响,并分析其机理。采用扫描电子显微镜、数字万用表、电子单纤维强力仪、显微共聚焦拉曼光谱仪、X射线衍射仪对纤维结构和性能进行测试表征。结果表明,凝固浴中氯化锂的加入可使纤维内部均匀紧密,并有效增加纤维强度,在氯化锂质量分数为0.4%时,纤维强度高达(247±7.5)MPa;且氯化锂的添加不改变纤维的结晶,但能使PEDOT分子链的共轭结构缩短,增加缠结,提高纺丝连续性和纤维强度。     

山梨醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和导电性能的影响

为改善PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的导电性能,采用湿法纺丝的方法,通过向PVA/PEDOT∶PSS混合纺丝液中添加山梨醇,制备出经山梨醇掺杂的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。采用红外光谱分析仪(FTIR),高阻计,X射线衍射仪(XRD),显微共聚焦激光拉曼光谱仪,扫描电子显微镜(SEM),电子单纤维强力仪对共混纤维的结构与性能进行测试表征。通过对比分析掺杂前后共混纤维电导率的变化,探究了山梨醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和导电性能的影响。结果表明,山梨醇掺杂可以改善PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的导电性能,掺杂质量分数为7%时,共混纤维电导率达到19.1S/cm。XRD结果显示,掺杂未改变PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的结晶性能和聚集态结构;拉曼光谱显示,掺杂使得PEDOT的主要特征峰红移,PEDOT主链发生苯-醌转变;掺杂使得共混纤维的表面逐渐变得光滑;掺杂后,共混纤维的拉伸强度升高,断裂伸长降低。     

乙二醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS导电纤维结构和性能的影响

通过湿法纺丝制备聚乙烯醇(PVA)/聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)共混纤维,为改善共混纤维的导电性能,在PVA/PEDOT∶PSS共混纺丝液中加入乙二醇,制备出掺杂不同乙二醇含量的共混纤维。探究了乙二醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和性能的影响,并分析机理。采用红外光谱、原子力显微镜、显微共聚焦激光拉曼光谱仪,高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维的结构和性能进行测试表征。结果表明,随着乙二醇掺杂量的增加,共混纤维电导率逐渐增加,最高达到15.9 S/cm;拉曼光谱显示乙二醇掺杂使PEDOT主链发生苯醌转变,PEDOT的主要特征峰发生红移;红外光谱显示掺杂不改变共混纤维的化学组成;原子力显微镜结果显示随着乙二醇掺杂质量分数的提高,PEDOT与过剩PSS发生相分离,共混纤维表面粗糙度增加;此外,随着乙二醇掺杂质量分数的提高,共混纤维的拉伸强度逐渐升高,断裂伸长逐渐降低。     

十二酸十二酯/复合聚乙烯醇调温电纺纤维的制备及性能

为改善聚乙烯醇(PVA)对相变材料十二酸十二酯(PCM)的包封稳定性与力学性能,以经戊二醛交联改性的复合分子量共混PVA作为支撑材料、以十二酸十二酯作为相变材料,采用乳液静电纺丝技术制备了PCM/PVA蓄热调温纤维.采用旋转流变仪、扫描电镜、差示扫描量热仪、温度记录仪、热红外成像仪、多功能拉伸仪等研究了O/W型PCM/PVA纺丝液的组成及电纺纤维的表面形貌、储热性能、调温性能和力学性能等.研究结果表明,以不同相对分子质量的PVA1和PVA2共混制备复合PVA,当PVA1与PVA2质量比为3:7,PVA质量分数为14.0％,PCM与PVA质量比为50:100时,PCM/PVA纺丝液具有良好的稳定性和可纺性.电纺PCM/PVA纤维具有良好的蓄热调温性、热循环稳定性、耐水稳定性和力学性能,热处理后PCM/PVA电纺纤维中的PCM几乎无泄露.     

明胶-PVA复合纤维的研制及性能表征

明胶与聚乙烯醇(PVA)溶液共混得到不同配比的纺丝原液,通过测定其流变性与共混膜的力学性能,得到优化明胶-PVA共混纺丝原液固含量比为1.5∶8.5.以饱和硫酸钠溶液为凝固浴,采用湿法纺丝制得复合纤维.采用正交设计法优化复合纤维热拉伸条件为,温度200 ℃、拉伸率60%、处理时间4 min;最后对纤维进行了扫描电镜(SEM)分析及吸湿性与蛋白质含量的表征.     

牵伸倍率对PEDOT PSS/PVA复合导电纤维结构与性能的影响

将合成的导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)与聚乙烯醇(PVA)共混, 通过湿法纺丝, 得到了电导率较高、力学性能良好、可进行机织的PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维, 研究了牵伸倍率对纤维导电性能、结构、热性能和力学性能的影响。结果表明: 随着牵伸倍率的增加, PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维表面的微纤数量增加, 结晶性能、热稳定性及力学性能均有所提高; 当PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维的牵伸倍率为4.0时, 其断裂强度、伸长率和初始模量分别为6.74 cN/dtex、5.95%和42.43 cN/dtex, 电导率可达到34.5 S/cm, 具有良好的应用性能。     

电化学沉积法制备PEDOT/PEDOT∶PSS基柔性纳米纤维膜及其热电性能

通过静电纺丝技术制备柔性热电薄膜是一种非常可行的方法,制得的纳米纤维会随机交叉排列形成多孔结构。该结构不仅可以增强薄膜的变形能力、柔性和延展性,还可以增加纳米纤维膜中低热导率的非流动空气的含量,有利于降低纳米纤维膜的导热系数,然而目前对于静电纺丝在柔性热电领域应用的相关研究非常少。本工作通过静电纺丝技术制备了具有良好自支撑性和柔性的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚对苯乙烯磺酸钠(PEDOT∶PSS)基纳米纤维膜,并结合电化学聚合法在该纳米纤维表面沉积了PEDOT导电层,得到了PEDOT/PEDOT∶PSS基热电纳米纤维膜。研究发现,聚合电位和单体浓度对热电纳米纤维膜的导电率有很大影响,最终在聚合电位为1. 5 V、单体浓度为0. 03 mol/L时,电导率和塞贝克系数分别为9. 582 S·cm~(-1)和26. 7μV·K~(-1),最优PF值可达0. 68μW·m~(-1)·K~(-2)。     

高强、高模、超粗旦聚乙烯醇（PVA）纤维的研制

本文介绍了应用凝胶纺丝技术制备用于混凝土增强，力学性能很好的PVA粗旦纤维。研究了凝固浴温度、萃取条件和拉伸条件等对纤维结构和力学性能的影响，结果表明，凝胶纤维的性能与纺丝和拉伸工艺等有较大的关系。     

高强度部分脱乙酰甲壳素纳米纤维/聚乙烯醇复合丝线的制备及性能

从废弃蟹壳中提取甲壳素,对其进行部分脱乙酰及纳米化处理得到部分脱乙酰甲壳素纳米纤维（D-ChNFs）。将D-ChNF与聚乙烯醇（PVA）混合,利用湿法纺丝工艺制备D-ChNF/PVA复合丝线,并对其微观形貌、力学性能、表面特性及结晶结构等进行表征与分析。结果表明,在氢氧化钠凝固浴中,D-ChNF与PVA能够经分子间氢键结合实现丝状成型,通过调控两者质量比,所得复合丝线拉伸强度可达251.0 MPa、断裂伸长率约8.14%、弹性模量近13.81 GPa。进一步地,将该复合丝线作为柔性基材组装构建传感器,用于实时监测人体活动。研究结果可为拓展废弃蟹壳的多领域资源化与高值化利用提供理论依据与技术支持。     

PBT/PVA复合纳米纤维膜的制备及性能研究

通过将聚乙烯醇(PVA)与聚对苯二甲丁二醇酯(PBT)不同比例混合进行静电纺丝,对所得PBT/PVA复合纳米纤维膜通过扫描电子显微镜(SEM)、单轴拉伸测试以及水接触角测试进行了表征。结果显示:PBT/PVA混合溶液的可纺性和所得纤维膜形貌随PVA含量增加而变化;纯PBT纳米纤维膜表现为较低的力学性能和疏水性(水接触角为135°),而少量PVA的混入(PBT/PVA=20/1或10/1)可以有效提高所得纤维膜力学性能和亲水性,尤其10/1的PBT/PVA复合纤维膜在力学性能提高的同时表现为超亲水特性(水接触为0°)。     

聚苯胺/聚乙烯醇纳米纤维的制备与表征

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为表面活性剂和掺杂剂,通过乳液聚合的方法制备聚苯胺/聚乙烯醇(PANI/PVA)复合乳液用于静电纺丝,制备出超细复合纤维毡,通过SEM、XRD和力学测试表征PANI/PVA超细复合纤维毡的外观形貌、纤维直径、结晶度及其力学性能。结果表明:有机磺酸掺杂后的聚苯胺导电性能达到1.28S/cm;1459cm-1处醌环和苯环上的C=C伸缩振荡峰和1697cm-1处醌环上C=N伸缩振荡峰的聚苯胺特征峰明显;YG006型电子单纤维强力机的测试发现,PANI/PVA纤维集合体的面密度对其力学性能的影响显著;当纺丝工艺条件设定为接收距离18cm、电压24kV时,PANI/PVA纤维直径达到600nm,直径分布小于150nm,PANI微颗粒分散于PVA纤维基体表面。     

静电纺定向纳米纤维素-碳纳米管/聚乙烯醇复合纤维导电膜及性能

利用纤维素纳米晶须（CNCs）搭载碳纳米管（CNTs）在水相中形成均一稳定的纳米CNCs-CNTs导电复合物,并将其均匀分散于聚乙烯醇（PVA）基体中制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备纤维定向排列的CNCs-CNTs/PVA复合导电膜。结果表明：CNCs-CNTs增强了纤维膜热力学性能,并赋予其导电功能;纤维的定向排列显著提高了膜的力学性能;随CNTs含量增加,纺丝液电导率和黏度提高,纤维直径减小;当CNCs和CNTs与PVA的质量比分别为8.0%和1.0%时,CNCs-CNTs/PVA的纤维直径、拉伸强度和电导率分别可达182 nm±35 nm、15.99 MPa±1.25 MPa和0.12 S/m±0.01 S/m;当电流密度为0.2 A/g时,其比电容可达127.1 F/g,且经过1 500次充放电循环后电容量仍保持在83.14%。基于导电膜优良的力学性能、热稳定性和导电性,CNCs-CNTs/PVA导电膜有望应用于可折叠超级电容器、柔性传感器和柔性电极材料等领域。     

静电纺丝法制备PVA/CS/TEOS复合纤维

采用静电纺丝法制备了聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CS)/硅酸四乙酯(TEOS)复合纤维。研究了纺丝液中各组分配比、电压、极距、给液率对复合纤维膜性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪观察纤维的形貌及其失重变化。实验结果表明在CS浓度为5%(wt,质量分数),PVA∶CS配合比为70∶30,PVA∶TEOS配合比为1∶1.2时复合纤维膜具有良好的形貌,纤维粗细均匀,分布规则,平均纤维直径250nm左右。     

二元溶剂掺杂的PEDOT/PSS在纸上的导电性研究

目的 提高纸张基底上有机材料的导电性。方法 以有机半导体材料聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT/PSS）为导电材料,以不同纸张（硫酸纸、胶版纸、复印纸和喷墨打印纸）做基底,利用二甲基亚砜（DMSO）、异丙醇（IPA）二元溶剂掺杂PEDOT/PSS溶液,对比分析PEDOT/PSS涂层在纸张上的导电性能,同时探讨多层单一浓度、多层降浓度、多层升浓度涂布对涂层导电性能的影响。结果 在PEDOT/PSS溶液中掺杂单一溶剂DMSO,添加DMSO体积分数为5%时,可以得到最佳的导电性能;通过二元溶剂掺杂优化PEDOT/PSS溶液在纸上的成膜,最佳体积分数为23%;同时在不同浓度配方下,喷墨打印纸的涂层导电性能最好;多层降浓度涂布可以将涂层方阻由13 kΩ/□降为0.255 kΩ/□。结论 利用二元溶剂掺杂能够在很大程度上提高了PEDOT/PSS导电涂层的导电性能;表面致密、平滑及透气性低的纸张是最佳的基底选择;多层降浓度涂布是最佳方式。