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。
文章目录
1. 实验部分
1.1 实验材料
1.2 配制石墨烯/聚丙烯腈纺丝液
1.3 微流控湿法纺丝过程
1.4 测试表征
1.4.1 扫描电镜截面形貌表征
1.4.2 拉曼光谱测试
1.4.3 力学性能测试
1.4.4 电学性能测试
1.4.5 纤维焦耳热性能测试
2 结果和讨论
2.1 纤维结构调控
2.2 纤维性能表征
2.2.1 GNP/PAN复合纤维的作用关系
2.2.2 力学性能
2.2.3 导电性能
2.2.4 电热性能
3 结论
