靜電紡PAA/PAN復合碳纖維膜的制備及其性能研究

作者：陳峒舟,趙剛,袁欽,徐劍,陳友汜

摘要：采用不同結構的二酐、二胺單體設計制備了含對稱結構單元和含不對稱結構單元的聚酰胺酸(PAA),通過靜電紡絲分別制備PAA、聚丙烯腈(PAN)、PAA/PAN復合物的納米纖維膜(ENFs),將ENFs在空氣中熱穩定化后,在1000℃的氮氣氣氛中碳化,制成不同前驅體的靜電紡碳納米纖維膜(ECNFs);研究PAA結構單元的對稱性及PAA與PAN的復合對ENFs的熱穩定化、碳化行為以及ECNFs導電性能的影響。結果表明:含不對稱結構單元PAA的ENFs碳化收率較高,制備的ECNFs石墨微晶尺寸較大;將含不對稱結構單元PAA與PAN復合時ENFs在1000℃碳化時質量保持率達45%,且得到的ECNFs的石墨微晶尺寸與平均堆疊層數分別達1.69 nm和4.71,優于其他前驅體的ECNFs的微晶結構;PAA中的不對稱結構單元及其與PAN的復合都有助于提升ECNFs的電導率,復合物的ECNFs的電導率最高可達9.08 S/cm;含不對稱結構單元PAA與PAN形成了良好的協同碳化效應,可促使ECNFs的石墨晶粒的堆積和生長,提高ECNFs的導電性能。

發文機構：中國科學院寧波材料技術與工程研究所 中國科學技術大學納米科學技術學院 大連理工大學化工學院

關鍵詞：碳纖維膜聚酰胺酸聚丙烯腈靜電紡絲電導率carbon fiber filmpolyamic acidpolyacrylonitrileelectrospinningconductivity

分類號： TQ342+.74[化學工程—化纖工業]