电纺法制备银基导电纳米纤维及其性能研究

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1、硕士学位论文电纺法制备银基导电纳米纤维及其性能研究ASTUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFSILVERBASEDCONDUCTIVENANOFIBERSBYELECTROSPINNING王凯强哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：TQ342+.83学校代码：10213国际图书分类号：546密级：公开工学硕士学位论文电纺法制备银基导电纳米纤维及其性能研究硕士研究生：王凯强导师：邱业君副教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：深圳研究生院答辩日期：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业

2、大学万方数据ClassifiedIndex:TQ342+.83U.D.C:546DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringASTUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFSILVERBASEDCONDUCTIVENANOFIBERSBYELECTROSPINNINGCandidate：WangKaiqiangSupervisor：Asso.Prof.QiuYejunAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeinEngineeringSp

3、eciality：MaterialsScienceAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要导电纳米纤维具有电导率高、柔韧性好、长径比大等优点，近年来受到了国内外研究学者的广泛关注。在众多制备导电纳米纤维的方法中，静电纺丝技术是最简单和最常用的方法之一。目前，采用静电纺丝技术制备的聚合物基导电纳米纤

4、维的导电性和稳定性均较差，制备的铜基导电纳米纤维非常容易氧化且制备过程复杂，这些缺点严重限制了它们的应用。本文利用无颗粒型有机银导电油墨可以在中低温下还原成单质银的特点，结合静电纺丝技术，制备了具有良好导电性和稳定性的银基复合纳米纤维。本文制备了无颗粒型有机银导电油墨，并研究了不同银盐、胺类配体、还原剂种类对有机银导电油墨导电性及稳定性的影响。研究发现，采用硝酸银、异丙胺、乙二醇制备的有机银导电油墨的导电性和稳定性最佳。该导电油墨在150℃处理60min后银纳米颗粒间空隙较少并且紧密烧结，方阻为0.8Ω/sq；该导电油墨具有较好的

5、稳定性，可长期储存。进而用静电纺丝技术将制备的无颗粒型有机银导电油墨进行纺丝，制得了银基导电纳米纤维，并研究了PVP和PEO聚合物配比及含量、有机银导电油墨含量、环境湿度、煅烧温度对纺丝纤维的形貌及导电性的影响。研究发现，当纺丝溶液组分为8wt%PVP、4wt%PEO及含0.5g硝酸银的有机银导电油墨时，纺丝纤维形貌和导电性能最佳。当纺丝溶液中有机银导电油墨含量较高时，纺丝出现严重的喷珠现象。当环境湿度较低时，纺丝纤维表面较为光滑，当环境湿度达到65%左右时，纤维表面开始出现孔洞并且纤维之间开始粘结。本文进一步研究了银基导电纳米纤

6、维在PI和PET基底上的附着行为，制备出两种类型的导电薄膜，并研究了导电薄膜的耐温性、弯折性及附着性等性能。采用PI基底直接接收纺丝纤维制备导电薄膜，研究发现，经270℃煅烧60min后导电薄膜的方阻为70Ω/sq；该导电薄膜中的银基导电纳米纤维部分嵌入PI基底中，银基导电纳米纤维中银纳米颗粒间紧密堆积但只有部分烧结，纤维直径较粗；该导电薄膜具有较高的耐温性、良好的弯折性和附着性。制备了自支撑银基导电纳米纤维，并将其附着在PET基底制备导电薄膜，研究发现，纺丝纤维经300℃煅烧60min后，银基导电纳米纤维上银纳米颗粒紧密烧结，纤

7、维直径较细；制备的导电薄膜的方阻为36Ω/sq，同时具有优异的弯折性和附着性。关键词：导电纳米纤维；静电纺丝；有机银导电油墨；导电薄膜-I-万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractRecently,conductivenanofibershavereceivedextensiveattentionsbecauseoftheirexcellentconductivity,flexibility,andlargeaspectratiobetweenlengthanddiameter.Amongthefabrication

8、methodsofconductivenanofibers,electrospinningisconsideredasthemostsimple,commonandversatileone.However,theconductivenanofibe