聚乙烯醇导电纤维的结构性能研究

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1、四川大学硕士毕业论文声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在四川大学读书期间在导师指导下取得的，论文成果归四川大学所有，特此声明。研究生：李磊指导教师：叶光斗四川大学硕士毕业论文聚乙烯醇导电纤维的结构性能研究高分子科学与工程研究生：李磊指导教师：叶光斗摘要本文采取

2、分散剂OP．10／超声波相结合的方式将石墨粒子分散在水中，然后加入聚乙烯醇溶液中混合，采用湿法纺丝的方法获得了石墨／聚乙烯醇复合纤维。通过扫描电镜观察纤维截面，发现石墨粒子在纤维内部分散较均匀，但有向表面迁移的现象。对该复合纤维的电性能和力学性能的测试发现，随着石墨含量的增加，纤维的断裂强度和体积电阻率均逐渐下降。当石墨含量为15％时，其断裂强度为3．16cN／dtex，体积电阻率为3．98×10”Q·cm。石墨含量为24．5％时，复合纤维的断裂强度为1．15cN／dtex，体积电阻率为1．0×10⋯Q·cm。为了提高纤维的导电率，本文将PVA纤维在溶

3、胀状态下浸渍苯胺，使苯胺不仅在纤维表面，同时在纤维内部聚合形成复合导电层。从而制备出了导电率更高的聚苯胺／聚乙烯醇复合纤维。通过x射线衍射，电子显微镜，电子强力仪等仪器对纤维进行结构性能表征。结果发现，聚苯胺颗粒以不同形态结构的形式存在于纤维中，且分布的密集程度有所不同。此外，从透射电镜观察下的纤维截面可以知道，聚苯胺颗粒有自我聚集的趋势，这使得小颗粒聚苯胺向大颗粒靠拢并形成更大尺寸的粒子。对纤维体积电阻率的探讨中发现，初生纤维拉伸倍数为2倍，聚合时反应温度为O'C、盐酸浓度lmol／L、过硫酸氨浓度1％、反应时间5h下制备得到的导电纤维体积电阻率最低

4、，为2．26Q·cm。溶胀聚合反应中，盐酸浓度足够时，其浓度的变化对复合纤维的体积电阻率影响不大；另外，反应时间对复合纤维的体积电阻率影响也不大。聚苯胺／聚乙烯醇复合纤维在水洗后，纤维的体积电阻率会增加几个数量级，将该复合纤维热定型以后纤维的体积电阻率也会有几个数量级的增加，这是由于掺杂小分子盐酸的含量减少引起的。对纤维的力学性能研究表明，溶胀聚合反应后，复合纤维的断裂四川大学硕士毕业论文强度相比基体纤维大大下降。聚合后复合纤维的断裂强度随着基体纤维强度的增加而增加。当对复合纤维进行热处理定型后，其断裂强度大大增加，从O．93cN／dtex上升到了1．

5、82cN／dtex。关键词：导电纤维石墨聚苯胺聚乙烯醇形态结构体积电阻率2四川大学硕士毕业论文StudyOftheStructureandPropertyofPVAConductiveFiberMajor：MaterialScienceMSstudent：LiLeiSupervisor：YeGuangdouAbstract：Inthiscontribution，graphiteparticleswerefirstdispersedinthewaterusingOP一10dispersantandultrasonic．andthenmixedwimPVA

6、．TheGraphite／PVAcomplexfiberwasobtainedthrou【ghwetspinning．FibersectionswereobservedbySEM，anditWasnoticedthatthegraphiteparticleswereseparatedinthefiber,anddensernearthesurface．TestsofElectricalandmechanicalpropertiesrevealedthatasthecontentofgraphiterising，boththebreakingintens

7、ityandvolumeresistancedecreased．Forexample，whenthegraphitecontentis15％，thevolumeresistanceis3．98×101lQ·cm．．andthebreakingintensityis3．16cN／dtex．Whilewhenthegraphitecontentis24．5％，thevolumeresistanceis1．0×10⋯Q。cm．，andthebreakingintensityis1．15cN／dtex—Inordertoimprovetheconductivi

8、tyofthefiber,PVAfiberswereswellingbywaterbefore