单壁碳纳米管再生纤维素复合纤维的制备及性能.pdf

合成纤维工业，2011，34(2)：30—33 研究与开发 CHINASYNn{E11CFIBERINDUslRY 单壁碳纳米管／再生纤维素复合纤维的制备及性能 卢素娥 (广东纺织职业技术学院，广东佛山528041) 摘 要：将经过酸化处理和t。二烷基苯磺酸钠处理后的单擘碳纳米管(SWNTs)与离子液体和再牛纤维素 共混制得纺丝溶液，通过干湿法纺丝制得SWNTs／再生纤维素复合纤维。考察了SWNTs处理前后的结构及 在离子液体中的分散性；研究了复合纤维的力学性能和热性能。结果表明：经酸化和功能化处理后的 SWNTs的直径有所减小，SWNTs在离子液体中的分散稳定性较好；添加适量的SWNTs可使复合纤维的力学 性能和热稳定性能显著提高。加入质量分数为l％的SWNTs的复合纤维力学性能较好，其拉伸强度和模量 比未加入SWNTs的再生纤维素纤维分别提高了35％和50％。 关键词：再生纤维素单壁碳纳米管离子液体复合纤维制备性能 文献识别码：A 文章编号：1001．0041(201I)02．0030．04 中图分类号：TQ352．9 自从Kroto和Iijima研究相继发现碳纳米管纯，国药集团化学试剂公司生产；SWNTs：直径小 于2 (CNTs)以来¨-2]，CNTs受到人们的关注，广泛应nm，长度5～15pan，纯度大于90％，深圳市 用于制备光电器件，超导体，纳米线等器件。 纳米港有限公司产。 CNTs根据不同的生产工艺条件，可分为多壁碳纳1．2 SWNTs的功能化处理 米管(MWNTs)或单壁碳纳米管(SWNTs)。采用文献[7]方法对原始SWNTs进行酸化 CNTs在基体中的分散、取向以及其和基体之处理，采用表面活性剂SDBS进行功能化处理。 间的界面作用力是决定CNTs填充效果的主要因1．3复合纤维的纺制 素”J，通过纺丝或拉伸成膜是提高CNTs在基体 将处理好的SWNTs与离子液体混合后用细 中取向的有效途径。现已有诸多的研究涉及 胞粉碎机超声处理一定时间后倒入三颈瓶中，然 CNTs填充合成高聚物基体H。】，而天然高分子作后将其与粉碎的纤维素浆粕均匀混合，并在一定 为基体的研究相对较少。纤维素是一种储鼍巨 温度条件下真空搅拌溶解。将制得的纺丝溶液经 大、可降解、可再生的天然高分子。由于纤维素具 单孔纺丝机(喷丝板孔径为0．02mill)挤出纺丝， 有结晶区和非晶区共存的复杂结构，以及分子内 纺丝细流经过7{3／t1的气隙后进入纯水凝固浴中 及分子间强烈的氢键作用，所以纤维素很难溶于 凝固成形，再经过水洗卷绕，自然风干。制备的 普通的溶剂。最近，离子液体作为一种新型的纤 SWNTs／再生纤维素复合纤维试样0’，1。，2。，3’， 维素的绿色溶剂成为研究热点，利用离子液体为 4。，5’分别含有SWNTs质量分数为0，0．5％， 溶剂制备再生纤维素纤维有非常广泛的应用前 1．0％，1．5％，2．0％，4．0％。 景。作者利用离子液体为溶剂，选用了SWNTs以1．4分析测试 及再生纤维素纤维为原料，制备了SWNTs／再生 SWNTs的拉曼光谱：采用赛然飞世尔科技激 纤维素复合纤维(简称复合纤维)。并对复合纤 光拉曼光谱仪AhnegaXR激光拉曼光谱仪进行 维的结构、力学、热学性能进行了探讨。 测试，选用He—Ne光源，激发波长785nin。 场发射扫描电镜分析：采用日立公司Hitaehi 1实验 S-4800型场发射式扫描电子显微镜，观察径纯化 1。1原料 前后的SWN