RGO与Ag负载棉织物的导电及阻燃性能研究

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石墨烯是一种由碳原子组成的特殊材料,石墨烯独特的晶格结构赋予其高导电、导热性、高比表面积以及出色的机械性能,使得它在诸多领域都具有良好的应用潜力。石墨烯最初是因其优异的电子性能而受到人们的关注,所以其电子方面的应用的最为广泛。氧化石墨烯(GO)通过氧化石墨和超声的方法生成氧化石墨烯,它在溶液中有良好的分散性,并且可以方便的还原为石墨烯。所以能将石墨烯材料更好地应用于纺织品加工,一般石墨烯负载织物多采用将棉织物浸渍稳定的氧化石墨烯水分散液,然后再还原的方法。本课题利用银与还原氧化石墨烯复合负载棉织物的方式制备导电织物,使得银与还原氧化石墨烯在纤维上形成紧密的导电体系以提高其导电性能。采用三聚氰胺与THPS(四羟甲基硫酸磷)高温回流反应生成MTHPS(三聚氰胺四羟甲基硫酸磷),后将MTHPS吸附到先前已制备的导电棉织物上以达到优秀的阻燃效果。采用四探针方阻仪、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、抗紫外测试仪(UV-2000)、热重分析仪(TG)等对产品及其性能进行表征。最终可得到银与还原氧化石墨烯复合负载的棉织物的导电性能与抗紫外性能等多功能性;以及吸附MTHPS后的导电织物能够具有较好的阻燃性能。本论文基于棉织物,依据石墨烯具有的优异的导电能力,采用浸渍还原的方法,制备了导电阻燃抗紫外多功能纺织品,主要的研究内容如下:(1)RGO负载棉织物的制备:采用浸渍还原法,将氧化石墨烯(GO)水浴加热负载棉织物并使用水合肼进行还原,制备RGO负载的棉织物,探讨温度、p H及涂覆次数对所制备RGO负载棉织物的导电和抗紫外性能的影响,获得了RGO负载棉织物的最佳制备工艺,并进行了表征,实验结果表明:当浸渍时间在30min,温度为60℃,p H为7左右,还原时间为6h时制备的RGO负载棉织物导电性能更优异;红外图谱表明制备的RGO负载棉织物经过水合肼的还原作用,已将GO还原成RGO,这也与表现出导电性能保持一致;(2)RGO/Ag复合负载在棉织物上的应用:通过加入氧化银(Ag2O)使得其与GO一起还原制备RGO/Ag复合负载棉织物,探讨涂覆次数以及引入Ag的RGO负载棉织物导电和抗紫外性能的影响,获得了5次涂覆并引入Ag的样品无论在方阻和表面电阻上的表现都最佳的结果。(3)RGO/MTHPS负载棉织物的制备及其在阻燃方面的应用:采用高温回流法将三聚氰胺和THPS合成MTHPS,再通过交联剂处理到已制备的RGO负载棉织物,得到RGO/MTHPS负载棉织物,通过与直接使用THPS和单独使用MTHPS的样品进行阻燃性能的测定,发现RGO和MTHPS燃烧时起到协同作用,达到的阻燃性能最好。(4)RGO/MTHPS/Ag负载棉织物的制备及其在导电抗紫外阻燃等方面的应用:将MTHPS处理到已制备的RGO/Ag棉织物,得到RGO/MTHPS/Ag负载棉织物,对其进行四探针方阻仪,扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、抗紫外测试仪(UV-2000)、热重分析仪(TG)等测试,后得到同时具备导电阻燃抗紫外能力的多功能纺织品且拥有优秀的耐洗性。
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