GO/CNC/PVA复合纤维的制备及力学性能研究

赵肖娟，张铭皎

(西安航空学院 材料工程学院，西安 710077)

0 引言

静电纺丝技术是制备聚合物复合纤维最常用的方法之一，由其制备的复合纤维具有高的长径比、高的比表面积、高的孔隙率等特点，因而其在组织工程支架、环境修复、空气过滤、污水处理、柔性电极材料等方面均具有广泛应用[1-6]。但目前的纺丝纤维力学性能普遍较低，难以抵抗实际使用过程中可能产生的高应力、高应变及扭曲、折叠等力学行为，导致其在生产实际中的应用受到限制。由此可见，提高静电纺丝纤维材料的力学性能有助于进一步扩大其应用范围。在提高静电纺丝纤维力学性能方面研究工作者已探究了多种方法，包括前处理法、自捆绑技术、化学修饰法、纳米填充法等[7-10]。在这些方法当中，纳米填充法是比较有效，且制备过程比较简单没有附加装置的方法。

聚合物复合纤维通常包含聚合物基质和分散其中的填充质，填充质的种类和尺寸均会对聚合物的性能产生影响[11]。此外，聚合物的增强效应在很大程度上取决于填充质的分散效果以及填充质与聚合物基质之间的相互作用[12-13]。纤维素是自然界中最常见存在最多的多糖类物质，由纤维素加工提取的晶态纳米纤维素(CNC)具有超强的力学性能，拉伸强度约为7 GPa，杨氏模量可达143 GPa。由硫酸水解得到的CNC表面带有磺酸基，由于静电排斥作用使其稳定分散于水溶液中，是理想的纳米增强质[14-16]，加之CNC表面带有丰富的活性羟基官能团，使其便于修饰，也可以通过氢键与聚合物缔合，增加界面相互作用，进而增加应力传递效率。……