石墨烯/聚丙烯腈皮芯结构纤维成型构筑及功能性

来源：现代纺织技术杂志2024年第12期北京时间：

作者：崔瑞祺, 商元元, 李娟鹃, 张浩, 史宝会, 房宽峻

单位：1.青岛大学，a.青岛大学纺织服装学院；b.生态纺织省部共建协同创新中心；c.生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室；d.山东省医疗健康纺织材料重点实验室；e.山东省生态纺织协同创新中心；f.山东省高等学校低碳纺织与功能制造实验室，青岛 266071；2.东华大学，a.产业用纺织品教育部工程研究中心；b.高性能纤维及制品教育部重点实验室，上海 201620；3.山东金冠网具有限公司，山东滨州 251712

摘要：石墨烯在纤维中的分布、含量及微观结构等因素影响复合石墨烯导电纤维性能。文章提出以石墨烯为导电基材一步法构筑导电纤维的研究策略，采用微流控湿法纺丝工艺制备石墨烯/聚丙烯腈皮芯结构复合纤维，探究皮层和芯层纺丝液流量对石墨烯取向排列、纤维导电和电热性能影响规律。通过微观形貌观察发现，复合纤维皮层石墨烯取向随着纺丝液流量的变化呈现先增加后减小的趋势，皮层流量为0.10 mL/min时石墨烯取向最佳。高度取向的石墨烯赋予复合纤维优异的力学性能和导电性能，使复合纤维的强度和电导率分别达到241.38 MPa和3.94 S/cm。在4 V电压下，复合纤维表面的温度达到约48.3 ℃，热响应速率为2.0 ℃/s。研究表明通过调控不同的皮芯流量，调整复合纤维的结构和性能，可以成功制备出以石墨烯为基材的复合导电纤维。研究结果可为石墨烯复合加热纤维的开发研究提供参考。

关键词：石墨烯,微流控,湿法纺丝,导电纤维,电加热性能