有机溶剂对PVA/PEDOT:PSS导电纤维性能和结构的影响
2021-03-03吴成志
吴成志,陶 冶,曾 铮,罗 艳,3,杜 鹃,3
(1.东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620;2.昆山海关,江苏昆山 215311;3.东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海 201620)
导电纤维是在标准状态(20 ℃,相对湿度65%)下电阻率低于108Ω·cm 的纤维,作为一种特殊的差别化纤维品种被广泛应用于纺织及其他行业[1]。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是最成功的商业导电聚合物之一,分子结构简单、能隙小、电导率高、机械柔韧性高、环境稳定,受到广泛关注[1-4]。由PEDOT:PSS 复合生产的导电聚合物纤维不仅可以用来消除静电、吸收电磁波[5-6],而且可以作为一种智能纤维,在人体传感器[7]、智能电子织物[8]、医用[9]以及其他各领域展现出良好的应用前景。纯纺PEDOT:PSS 导电纤维因为纺织品机械性能差、生产成本高[10-13],不能满足生产过程和应用的需要,加入极性物质能够显著提高PEDOT:PSS 的导电性。越来越多的研究报道通过有机溶剂增强PEDOT:PSS 电导率的新闻。Seyedin 等[14]将DMSO 掺杂到PEDOT:PSS中成功制备出高导电性纤维;Okuzaki 等[15]成功制备了PEDOT:PSS 导电纤维,并通过乙二醇浸渍法改善其电导率。本研究将不同的有机溶剂(如乙二醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮等)掺杂到PVA/PEDOT:PSS 混合水溶液中,通过相对简单的湿纺工艺制备高导电性的导电纤维PVA/PEDOT:PSS,探究有机溶剂对PVA/PEDOT:PSS结构和性能的影响。
1 实验
1.1 试剂与仪器
试剂:PEDOT:PSS、去离子水(自制),聚乙烯醇(PVA 1799)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙二醇(EG)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮(分析纯,国药集团股份有限公司)。
仪器:Varian 600 FT-IR 傅里叶红外光谱仪(美国Theimo Fisher 公司),HITACHI S-4800 扫描电子显微镜(日本日立公司),D/max-2550VB+/PCr X 射线衍……
