赵 旭,任婷,张吉振,孔娜,焦晶楠,邵艳秋,陶金龙.化学通报,2022,85(7):860-866.
表面活性剂对碳纳米管分散性及其湿法纺丝纤维性能的影响
Effects of Surfactants on the Dispersibility of Carbon Nanotube and Properties of Wet-spun Fibers
投稿时间:2021-10-21  修订日期:2021-11-23
DOI:
中文关键词:  表面活性剂  湿法纺丝  碳纳米管纤维  单壁碳纳米管
英文关键词:Surfactant  Wet spinning  Carbon nanotube fibers  Single-walled carbon nanotube  
基金项目:黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研机构专项(1355JG015)、海南省重点研发科技合作方向项目(ZDYF2020230)、广东省天然橡胶加工重点实验室项目(2019B121203004)、中国热带农业科学院基本科研业务费专项资金(1630122017012,1630122021002,1630122021007)和牡丹江师范学院科技创新重点项目(kjcx2020-023mdjnu)资助
作者单位E-mail
赵 旭 牡丹江师范学院化学化工学院 zx19960211@163.com 
任婷 牡丹江师范学院化学化工学院  
张吉振 中国热带农业科学院农产品加工研究所 广东省天然橡胶加工重点实验室 广东省湛江市  
孔娜 中国热带农业科学院农产品加工研究所 广东省天然橡胶加工重点实验室 广东省湛江市  
焦晶楠 牡丹江师范学院化学化工学院  
邵艳秋* 牡丹江师范学院化学化工学院 shaoyanqiu1969@163.com 
陶金龙 中国热带农业科学院农产品加工研究所 广东省天然橡胶加工重点实验室 广东省湛江市  
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中文摘要:
      碳纳米管(CNT)纤维因具有低密度、高强度以及高电导率等特性受到广泛关注。在湿法纺丝技术制备碳纳米管纤维的工艺中,探究纺丝分散液和纺丝条件对碳纳米管纤维性能的影响具有重要意义。本文研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、胆酸钠(SC)、牛磺脱氧胆酸钠(STDC)等表面活性剂对碳纳米管纤维制备及性能的影响。通过拉曼光谱仪(Raman)、紫外可见光谱(UV –Vis)、偏光显微镜(PLM)、旋转流变仪(Rheometer)、扫描电镜(SEM)等方法对材料进行表征,用拉伸测试和“四探针”法对材料性能进行测试。结果表明:表面活性剂在质量分数为2%时,单壁碳纳米管(SWNTs)在水中的分散能力顺序依次为STDC>SC>CTAB>SDS;SDS或CTAB修饰的单壁碳纳米管分散液无法纺制纤维,SC和STDC修饰的单壁碳纳米管分散液具有良好的可纺性。其中以STDC做表面活性剂制备的碳纳米管纤维性能最好,其断裂强度为160 MPa,杨氏模量为2.3 GPa,电导率为2300 S/cm。
英文摘要:
      Carbon nanotube (CNT) fibers have attracted much attention due to their low density, high strength and high electrical conductivity. SIt is of great significance to investigate the effects of spinning dispersion and spinning conditions on the properties of carbon nanotube fibers in preparation of carbon nanotube fibers by wet spinning technology. The effects of surfactants such as sodium dodecyl sulfate (SDS), cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), sodium cholate (SC) and sodium taurine deoxycholate (STDC) on the preparation and properties of carbon nanotube fibers were investigated.SThe materials were characterized by UV-VIS, PLM, Rheometer, SEM, tensile test and "four-probe" method. SThe results showed that when the mass fraction of surfactant was 2%, the order of dispersion ability of single-walled carbon nanotubes in water was STDC>SC>CTAB>SDS.SSDS or CTAB as surfactant dispersion of single-walled carbon nanotubes can not produce fibers. SC and STDC as surfactant have good spinnability. The fiber prepared by using STDC as surfactant has the best properties, with breaking strength of 160 MPa, Young"s modulus of 2.3 GPa and conductivity of 2300 S/cm.
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