芳纶纳米纤维合成及其气凝胶薄膜制备

摘要：

研究在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的辅助下,采用聚合诱导自组装的方式制备芳纶纳米纤维(ANF).在传统的对苯二胺(PPD)与对苯二甲酰氯(TPC)溶液缩聚工艺中,由于聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的液晶特性,会随着链的增长而聚集沉淀,该研究创造性地采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP),可以控制PPTA分子的聚集程度,形成稳定的聚集体,从而驱动PPTA分子的自组装,最终获得芳纶纳米纤维(ANF).利用获得的ANF溶液,通过刮涂法、非溶剂诱导相分离步骤,制备气凝胶薄膜的前驱体,最后经过冷冻干燥后得到芳纶气凝胶薄膜.通过傅里叶红外光谱、X射线衍射表征了ANF的化学结构,证实获得产物结构为聚对苯二甲酰对苯二胺;通过扫描电镜观察ANF的微观形貌,结果表明,制备的芳纶气凝胶薄膜为纳米纤维构筑的三维网络;通过热失重分析了气凝胶薄膜的热稳定性,结果表明,气凝胶薄膜的热降解温度高达535℃;通过氮气吸附解吸附测试得到气凝胶薄膜的比表面积高达175m2/g.并且,气凝胶薄膜的拉伸强度高达3.5MPa.与真空辅助过滤方式相比,该方法简化了芳纶气凝胶薄膜的制备工艺,有利于提高生产效率.

关键词：芳纶纳米纤维、聚合诱导自组装、刮涂、冷冻干燥、气凝胶薄膜

所属期刊栏目：52

分类号：TB324(工程材料学)

在线出版日期：2023-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：4-7,24