以電紡絲法製備含石墨烯亂排聚苯乙烯及對排聚苯乙烯纖維

Translated title of the thesis: Preparation of aPS filled with graphene and sPS filled with graphene fibers via coaxial electrospinning
  • 鄭 淇元

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究分成兩個部分,首先以自行設計架設有hot stage的FT-IR,來測試經逐步升溫後的aPS、sPS和iPS三種聚苯乙烯的順向纖維膜,其分子鏈orientation的變化,進而探討在結晶前,分子鏈是否發生了relaxation現象。實驗發現經逐步升溫回火FT-IR實驗後,iPS和aPS順向纖維dichroic ratio(D)在結晶前會明顯下降,代表iPS纖維在結晶前具有明顯的relaxation現象發生,而sPS順向纖維膜D在結晶前沒有明顯改變,代表sPS纖維膜在結晶前沒有明顯的relaxation現象發生。 將aPS與厚度約為3 5 nm石墨烯(graphene)的混摻溶液經電紡製備成含有不同graphene含量的aPS/graphene奈米複合纖維,直徑約100-400 nm。由Raman圖譜可知,本實驗所使用的graphene粉末G band強度明顯高於D band,代表此graphene的sp2結構較sp3結構多。由SEM和TEM影像可知,aPS纖維表面有些不規則突起的地方,推測可能是因為aPS纖維太細所以無法有效的包覆graphene。隨著aPS溶液graphene含量上升,在溶液性質方面,溶液導電度和溶液黏度也會上升,由CCD影像可知,cone height會上升而液柱長度會下降,將SEM影像配合imageJ軟體計算,可得纖維直徑會變得更細。導電度測試結果顯示aPS/graphene複合纖維膜之導電percolation threshold為0 39 vol%,可知aPS/graphene複合纖維膜石墨烯含量在0 39 vol%以上,就能形成導電網路。 本實驗希望利用已達entanglement的aPS溶液包覆未達entanglement的sPS溶液進行電紡,最後利用溶劑萃取將aPS帶走的方式得到sPS均勻纖維,但受限於目前所使用的實驗手法依舊無法克服連續製程中斷的問題,所以本實驗還未能獲得含graphene之sPS電紡複合纖維膜。
Date of Award2014 Aug 25
Original languageChinese
SupervisorChi Wang (Supervisor)

Cite this

以電紡絲法製備含石墨烯亂排聚苯乙烯及對排聚苯乙烯纖維
淇元, 鄭. (Author). 2014 Aug 25

Student thesis: Master's Thesis