还原剂对GO自组装PAN纤维结构及性能的影响

通过浸渍法将氧化石墨烯(GO)自组装在聚丙烯腈(PAN)纤维表面,然后采用还原强弱不同的还原剂水合肼、氢碘酸(HI)、维生素C分别还原GO,制备了经还原GO(rGO)表面修饰的导电PAN纤维,研究了不同还原剂对rGO/PAN纤维的结构及性能的影响.结果表明:通过浸渍处理后,GO成功自组装在PAN纤维表面上;水合肼、HI在高温短时间内还原的rGO/PAN纤维表面形成的小褶皱数量较多,面积较大,维生素C在低温长时间条件下还原的rGO/PAN纤维表面出现密集的小皱褶并形成大的卷曲气层结构;当GO质量分数为1.64%时,在99℃下还原1.5 h后,HI、水合肼还原制得的rGO/PAN纤维的体积电阻率分别为388,1091Ω·cm,HI还原后纤维强度有所下降,水合肼还原后纤维力学性能被严重破坏;采用维生素C在80℃下还原24 h得到的rGO/PAN纤维的体积电阻率为762Ω·cm,与PAN原丝相比下降了11个数量级,达到了导电纤维的级别,并且纤维本身的力学性能得以保留.