纳米纤维素-碳纳米管/热塑性聚氨酯复合薄膜的制备及应变响应性能

Abstract

采用2,2,6,6−四甲基哌啶−1−氧自由基(TEMPO)氧化法制备了不同羧基含量的纳米纤维素(CNF)，并将其用作碳纳米管(CNTs)的分散剂，通过超声、离心处理制备出稳定均一的CNF−CNTs分散液，然后通过朗伯−比尔定律测定CNF−CNTs分散液中CNTs的浓度，研究了不同CNF羧基含量对CNTs的分散效果。此外，利用静电纺丝法制备出柔性、多孔的热塑性聚氨酯(TPU)薄膜作为基体，以CNF−CNTs分散液作为导电填料，通过真空抽滤法将CNF−CNTs负载于TPU多孔膜上，制备出CNF−CNTs/TPU复合薄膜，并探究了不同CNF羧基含量对CNF−CNTs/TPU复合薄膜应变响应性能的影响规律。结果表明，羧基含量对CNF的分散性能具有重要影响。随着CNF羧基含量的提高，CNF对CNTs分散效果越好，CNF−CNTs/TPU复合薄膜具有更大的应变响应范围。当CNF羧基含量为1.698 mmol/g时，CNF−CNTs/TPU复合薄膜的应变响应范围高达507%，灵敏度系数为335，表现出优异的应变响应性能。