氧化石墨烯掺杂的电纺聚酰亚胺基石墨纳米纤维的导热性能

摘要

本文将氧化石墨烯(GO)分散在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,以均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)为单体聚合成聚酰亚胺(PI)的前驱体溶液,通过静电纺丝得到平行取向的纳米纤维薄膜,经热亚胺化制得聚酰亚胺纤维.用偏振红外光谱仪测试C=O键在平行和垂直纤维方向的吸收强度,随着GO添加量的增加,平行纤维轴向的方向上吸收强度逐渐增强,至0.1％GO添加量达到最大值.这是由于GO通过提高静电纺丝溶液电导率,提高了PI分子链的取向程度.经炭化和石墨化,PI纤维转化为石墨纤维.石墨纤维的XRD显示(002)面间距随GO含量增加而减少,说明GO的添加提高了石墨化程度.这是因为GO诱导了石墨化过程.石墨纤维的拉曼光谱显示D峰随着GO的添加逐渐减小,表明了石墨微晶的缺陷逐渐减少.这些都是石墨纤维热导率增加的原因.通过稳态T型法测量得到的GO/PI基石墨纤维的热导率中,0.1％GO含量对应于最高的热导率,达到331 W m?1 K?1.本文发现极少量GO(0.1％)就可以显著提高PI基石墨纳米纤维的热导率,该方法具备巨大的应用潜力.