软硬链段添加碳纳米管/炭黑对聚氨酯纳米纤维性能的影响

编号：NMJS07820

篇名：软硬链段添加碳纳米管/炭黑对聚氨酯纳米纤维性能的影响

作者：孙静怡 黄锋林 薛丽媛 李柱泉 海文清

关键词： 碳纳米管 炭黑 选择性嵌入 微相分离 力学性能 传感性能 功能材料

机构： 江南大学纺织科学与工程学院 江南大学生态纺织教育部重点实验室

摘要： 以聚丙二醇(PPG 2000)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)为原料,利用预聚法合成聚氨酯(PU)。在预聚过程中加入碳纳米管(CNT),合成碳纳米管/聚氨酯(CNT/PU);在扩链过程中加入炭黑(CB),合成炭黑/聚氨酯(CB/PU)。结合静电纺丝制备CNT/PU、CB/PU纳米纤维。采用SEM、TEM、FTIR、DSC、XRD对两种纳米纤维的结构进行了表征,对纳米纤维膜的电性能、力学性能及传感性能进行了测试。结果表明,由于CNT/CB在聚氨酯软硬链段的选择性嵌入,聚氨酯纳米纤维的微相分离程度分别增大/减小;相对纯PU纳米纤维膜,CNT/PU纳米纤维膜的断裂伸长率降低,CB/PU纳米纤维膜的断裂强度提高。导电填料(CNT、CB)的含量以聚氨酯的质量(PPG 2000、MDI-50和无水乙二胺的总质量)为基准,当CNT的含量为6.0%时,CNT/PU纤维膜的电阻率为1.22Ω·m,传感系数GF为45.64(拉伸应变在80%~120%);当CB含量为12.5%时,CB/PU纤维膜的电阻率为0.14Ω·m,传感系数GF为167.43(拉伸应变在80%~120%)。