疏水性纤维的石墨烯整理及其表面功能化

发布时间：2021-04-29 03:57

　　为了提高疏水性纤维织物的多功能性,本文选择聚四氟乙烯（PTFE）纤维、丙纶（PP）纤维和涤纶（PET）纤维三种典型的疏水性纤维作为研究对象,分别通过聚丙烯酸表面接枝反应和碱减量处理等改性技术在其表面引入羧基,然后使用氧化石墨烯（GO）通过常规工艺对三种改性疏水性纤维织物进行后整理,经还原处理后分别借助场发射扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱和拉曼光谱等分析技术对石墨烯整理的改性纤维织物进行表征,通过测定石墨烯整理改性纤维织物的亨特白度和表面电阻的方法评估其表面的石墨烯负载量和导电性能,重点考察了改性纤维的接枝率或减量率、氧化石墨烯浓度、整理浴温度与pH值等负载工艺条件以及还原剂性质和浓度、还原处理温度和时间等还原工艺条件对所得石墨烯整理改性疏水性纤维织物的亨特白度和表面电阻的影响。最后测定和比较了经优化整理工艺制备的三种石墨烯整理疏水性纤维织物的导电性、抗菌性能、电磁屏蔽性能、机械性能和热稳定性能等,并讨论了它们的接枝率或减量率对这些功能性的影响。实验结果表明,三种改性疏水性纤维织物经改性反应后石墨烯负载量和导电性能均显著提高,并且它们的接枝率或减量率的增加会导致其表面石墨烯负载量和... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 石墨烯的结构及其主要性能
        1.2.1 石墨烯的分子结构
        1.2.2 石墨烯的主要性能
    1.3 氧化石墨烯的化学结构与性能
    1.4 氧化石墨烯的主要制备方法
        1.4.1 Brodie法
        1.4.2 Standenmaier法
        1.4.3 Hummers法
    1.5 氧化石墨烯在水中的分散技术原理
        1.5.1 氧化石墨烯的分散稳定理论
        1.5.2 氧化石墨烯在水中分散的特性
    1.6 氧化石墨烯的还原技术
        1.6.1 葡萄糖
        1.6.2 维生素C
        1.6.3 植物提取物
    1.7 纺织品的石墨烯整理方法
        1.7.1 浸渍法
        1.7.2 浸轧法
        1.7.3 层层自主装法
        1.7.4 真空过滤法
        1.7.5 涂层法
    1.8 石墨烯在功能纺织品方面的应用
        1.8.1 导电类石墨烯整理纺织品
        1.8.2 抗菌类石墨烯整理纺织品
        1.8.3 电磁屏蔽类石墨烯整理纺织品
        1.8.4 其他功能织物
    1.9 石墨烯整理织物研究现状
        1.9.1 关于石墨烯整理天然纤维织物
        1.9.2 关于石墨烯整理合成纤维织物
    1.10 PTFE纤维及其改性技术
        1.10.1 PTFE纤维概述
        1.10.2 PTFE纤维的分子结构
        1.10.3 PTFE纤维的化学性能和热性能
        1.10.4 PTFE纤维的物理机械性能
        1.10.5 PTFE纤维的改性技术原理
    1.11 PP纤维及其改性技术
        1.11.1 PP纤维概述
        1.11.2 PP纤维的表面改性技术
    1.12 涤纶纤维及其改性技术
        1.12.1 涤纶纤维概述
        1.12.2 涤纶织物的表面改性技术
        1.12.3 碱减量改性反应
    1.13 问题的提出
    1.14 本课题主要研究的内容与目的
第二章 实验部分
    2.1 材料与试剂
        2.1.1 材料
        2.1.2 试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 丙烯酸对PTFE纤维表面的接枝改性反应
    2.3 丙烯酸对PP纤维表面的接枝改性反应
        2.3.1 紫外光引发接枝聚合反应
        2.3.2 Co~(60)-γ射线引发接枝聚合反应
    2.4 涤纶织物的碱减量处理
    2.5 改性纤维织物表面羧酸含量的测定方法
    2.6 氧化石墨烯水分散液的制备方法
    2.7 石墨烯对纤维织物的整理方法
        2.7.1 纤维织物的预处理方法
        2.7.2 GO水分散液对改性纤维试样的整理
        2.7.3 GO整理改性纤维试样的还原处理方法
    2.8 石墨烯整理改性纤维试样的表征方法
        2.8.1 场发射扫描电镜分析(FE-SEM)
        2.8.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.8.3 拉曼光谱分析
        2.8.4 傅里叶红外光谱(FTIR)
    2.9 白度的测定
    2.10 表面电阻测量
    2.11 抗菌性能测试
    2.12 电磁屏蔽性能
    2.13 热稳定性能
    2.14 耐皂洗性能
    2.15 机械性能
第三章 结果与讨论
    3.1 石墨烯对改性PTFE纤维(PAA-g-PTFE)整理工艺
        3.1.1 GO对PAA-g-PTFE负载工艺优化
        3.1.2 GO-PAA-g-PTFE还原工艺优化
        3.1.3 RGO-PAA-g-PTFE的表征分析
        3.1.4 RGO-PAA-g-PTFE的抗菌性能
        3.1.5 RGO-PAA-g-PTFE的电磁屏蔽性能
        3.1.6 RGO-PAA-g-PTFE的热分析
        3.1.7 RGO-PAA-g-PTFE的机械性能
        3.1.8 RGO-PAA-g-PTFE的皂洗稳定性
    3.2 石墨烯对改性PP无纺织物(PAA-g-PP)整理工艺
        3.2.1 GO对PAA-g-PP负载工艺优化
        3.2.2 GO-PAA-g-PP还原工艺优化
        3.2.3 RGO-PAA-g-PP的抗菌性能
        3.2.4 RGO-PAA-g-PP的电磁屏蔽性能
        3.2.5 RGO-PAA-g-PP的机械性能
    3.3 石墨烯对改性涤纶织物(H-PET)整理工艺
        3.3.1 GO对H-PET负载工艺优化
        3.3.2 GO-H-PET还原工艺优化
        3.3.3 RGO-H-PET的抗菌性能
        3.3.4 RGO-H-PET的电磁屏蔽性能
        3.3.5 石墨烯整理改性涤纶织物的机械性能
    3.4 石墨烯对不同疏水性纤维表面的整理与性能比较
        3.4.1 羧酸含量的影响
        3.4.2 抗菌性能的比较
        3.4.3 电磁屏蔽性能的比较
第四章 结论
参考文献
发表论文参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[4]石墨烯导热性能及其测试方法[J]. 李坤威,刘亚伟,张剑,游聪娅,田甜,张博,刘丹敏,陈爱兵,张永哲.  化学通报. 2017(07)
[5]氧化石墨烯的制备及结构研究进展[J]. 朱宏文,段正康,张蕾,尹科.  材料科学与工艺. 2017(06)
[6]层层自组装纳米石墨烯整理针织物防电磁辐射性能分析[J]. 杜敏芝,田明伟,曲丽君.  印染助剂. 2017(05)
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硕士论文
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[2]石墨烯整理液的制备及在医用纺织品中的应用[D]. 谭美英.东华大学 2015



本文编号：3166793