用于气体扩散层的多巴胺修饰碳纤维纸张复合材料的制备和表征
Jiahua Ma1, Xiangyu Chen1, Xiaoshuai Sun1
1State Key Laboratory of Biobased Material and Green Papermaking, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250353, China.
Polymers
|August 26, 2023
概括
用多巴胺对碳纤维 (CF) 的表面修改产生多巴胺修改CF纸 (PDA-CFP). 与传统的CF纸相比,这种新型材料表现出增强的分散性,改进的物理性能和卓越的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 碳纤维 (CFs) 是化学惰性的,限制了它们在CF纸制造中的直接使用.
- 有效的表面修饰对于增强CF属性和扩大其应用至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的方法,使用表面修饰的CFs制备高性能CF纸.
- 调查多巴胺修饰对CF表面特性和产生的纸张性能的影响.
主要方法:
- 通过多巴胺的自发氧化自我聚合,CFs的表面修饰.
- 使用修改后的CFs制备多多巴胺修改后的CF纸 (PDA-CFP).
- 描述PDA-CFP的物理和化学特性,包括抗拉强度,电阻和孔隙性.
主要成果:
- 多巴胺修饰显著增加了水友功能组和CF表面的O/C比率 (增加了6倍).
- 修改后的CF和聚乙烯醇 (PVA) 纤维之间观察到改善的界面粘附.
- 与未经修改的CF纸 (CFP-0) 相比,PDA-CFP表现出优越的性能,包括增强的分散性,更高的抗拉强度 (2.04 kN·m-1),较低的电阻率 (0.06055 Ω·cm-1),以及更高的密度 (12.1%).
结论:
- 多巴胺的自发氧化自我聚合是一种修改CF表面的有效策略.
- PDA-CFP具有显著增强的物理性能,使其成为先进应用的有希望的材料.
