静电纺PAA/PAN复合碳纤维膜的制备及其性能研究

作者：陈峒舟,赵刚,袁钦,徐剑,陈友汜

摘要：采用不同结构的二酐、二胺单体设计制备了含对称结构单元和含不对称结构单元的聚酰胺酸(PAA),通过静电纺丝分别制备PAA、聚丙烯腈(PAN)、PAA/PAN复合物的纳米纤维膜(ENFs),将ENFs在空气中热稳定化后,在1000℃的氮气气氛中碳化,制成不同前驱体的静电纺碳纳米纤维膜(ECNFs);研究PAA结构单元的对称性及PAA与PAN的复合对ENFs的热稳定化、碳化行为以及ECNFs导电性能的影响。结果表明:含不对称结构单元PAA的ENFs碳化收率较高,制备的ECNFs石墨微晶尺寸较大;将含不对称结构单元PAA与PAN复合时ENFs在1000℃碳化时质量保持率达45%,且得到的ECNFs的石墨微晶尺寸与平均堆叠层数分别达1.69 nm和4.71,优于其他前驱体的ECNFs的微晶结构;PAA中的不对称结构单元及其与PAN的复合都有助于提升ECNFs的电导率,复合物的ECNFs的电导率最高可达9.08 S/cm;含不对称结构单元PAA与PAN形成了良好的协同碳化效应,可促使ECNFs的石墨晶粒的堆积和生长,提高ECNFs的导电性能。

发文机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学技术大学纳米科学技术学院 大连理工大学化工学院

关键词：碳纤维膜聚酰胺酸聚丙烯腈静电纺丝电导率carbon fiber filmpolyamic acidpolyacrylonitrileelectrospinningconductivity

分类号： TQ342+.74[化学工程—化纤工业]