氧化石墨烯摻雜的電紡聚酰亞胺基石墨納米纖維的導熱性能

編號：CYYJ01695

篇名：氧化石墨烯摻雜的電紡聚酰亞胺基石墨納米纖維的導熱性能

作者：袁澤正 陳威 時赟凱 褚曉東 黃正宏 干林 李佳 賀艷兵 李寶華 康飛宇 杜鴻達

關(guān)鍵詞： 石墨納米纖維 聚酰亞胺 氧化石墨烯 熱導率

機構(gòu)： 廣東省熱管理工程與材料重點實驗室碳功能材料國家地方聯(lián)合工程實驗室 清華大學深圳國際研究生院 清華大學材料學院

摘要： 本文將氧化石墨烯(GO)分散在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,以均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)為單體聚合成聚酰亞胺(PI)的前驅(qū)體溶液,通過靜電紡絲得到平行取向的納米纖維薄膜,經(jīng)熱亞胺化制得聚酰亞胺纖維。用偏振紅外光譜儀測試C=O鍵在平行和垂直纖維方向的吸收強度,隨著GO添加量的增加,平行纖維軸向的方向上吸收強度逐漸增強,至0.1%GO添加量達到最大值。這是由于GO通過提高靜電紡絲溶液電導率,提高了PI分子鏈的取向程度。經(jīng)炭化和石墨化,PI纖維轉(zhuǎn)化為石墨纖維。石墨纖維的XRD顯示(002)面間距隨GO含量增加而減少,說明GO的添加提高了石墨化程度。這是因為GO誘導了石墨化過程。石墨纖維的拉曼光譜顯示D峰隨著GO的添加逐漸減小,表明了石墨微晶的缺陷逐漸減少。這些都是石墨纖維熱導率增加的原因。通過穩(wěn)態(tài)T型法測量得到的GO/PI基石墨纖維的熱導率中,0.1%GO含量對應(yīng)于最高的熱導率,達到331 W m−1 K−1。本文發(fā)現(xiàn)極少量GO(0.1%)就可以顯著提高PI基石墨納米纖維的熱導率,該方法具備巨大的應(yīng)用潛力。