Page 141 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 李禹欣，等: 淀粉基底银纳米线柔性透明导电膜的合成及性能 ·2107·

2.7 稳定性分析 对比原淀粉,淀粉基底膜热分解温度略有降低。这是
图 13 为不同沉积量银纳米线复合膜在空气中放 由于糊化交联使淀粉的晶型发生改变,结晶度降低
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置后方块电阻的变化情况。沉积密度 100 mg/m 的银 更利于发生热裂解 [23] ，AgNW 复合膜失重曲线在第
纳米线复合膜方块电阻从225 Ω/sq增加到253.4 Ω/sq， 一阶段与淀粉基底膜基本一致，第二阶段复合膜热
其他沉积密度的复合膜方阻均有一定程度的增加。 分解温度略低于淀粉基底膜，说明银纳米线在第二
这是因为随着在空气中放置时间的延长，一维 阶段开始分解，且分解温度略低于淀粉膜，第三阶
AgNW 高的比表面积导致其外表面充分与周围环境 段热分解温度高于原淀粉及淀粉基底膜，可能是因
中的腐蚀物相接触,银纳米线被氧化 [18-21] ，复合膜方 为此阶段残余银纳米线对淀粉基底膜热分解有保护
块电阻随之增加，对应的光电优值下降，环境稳定 作用，且由于复合膜中银纳米线的存在导致复合膜
性有待提高。 残余质量（21.95%）高于淀粉基底膜（19.66%）。
同时，复合膜及淀粉基底膜在 250 ℃前并没有发生
明显的热降解，因此，有利于对淀粉基底膜进行
250 ℃下高温导电处理。

3 结论

（1）以天然马铃薯淀粉为原料制备淀粉基底
膜，所得淀粉膜厚度约 80 μm，透光率 92%，水接
触角 22.8°，粗糙度 3.92 nm，抗张强度 29.01 MPa，

其在表面活性、平滑程度及耐热性上均具有制备导

图 13 不同沉积密度 AgNW 复合膜在空气中放置方阻随 电膜的优良特性。
时间变化图 （2）多元醇法制备出形貌规则，尺寸均一，直
Fig. 13 Square resistance variation diagram of AgNW 径约 60 nm，长度 20~30 μm 的导电银纳米线,其具备
composite films with different deposition densities
placed in air 良好的导电性。
（3）通过旋涂法使 AgNW 嵌入淀粉基底膜，获
原淀粉、淀粉基底膜、复合膜的 TGA 曲线如图 取了可反复弯曲折叠的柔性透明导电膜，两者通过
14 所示。 分子间作用力连接。随着银纳米线沉积密度的增

加，厚度增加，复合膜方块电阻减小，透光率呈线
性下降趋势，粗糙度随之增加。当沉积密度大于
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300 mg/m 时，光电优值高于 35，满足工业需求。
（4）复合膜及淀粉基底膜在 250 ℃前并没有发
生明显的热降解,有利于对淀粉膜进行进一步高温
导电处理；将复合膜进行 100 次弯曲测试，方块电
阻变化不到 5%，柔韧性较好。而 ITO 膜仅经过 10
次弯曲循环测试之后方阻急剧増加了近 600 倍。放
置在空气中进行稳定性测试，银纳米线因空气氧化

导致方块电阻略微增大，后期工作需提高其环境稳
图 14 原淀粉、淀粉膜、复合膜的 TGA 曲线
Fig. 14 TGA curves of raw starch, starch film and composite 定性。
film
参考文献：
由图 14 可知，3 种材料的热分解过程均大致可 [1] Lu Yunhua (鲁云华), Kang Wenjuan (康文娟), Hu Zhizhi (胡知之),
以分为三阶段：第一阶段为 30~100 ℃，质量损失 et al. Research progress of flexible transparent conductive film
substrate materials[J]. New Chemical Materials (化工新型材料),
率约 8.69%，这是薄膜上的自由水等小分子物质分
2010, 38(9): 27-29.
解损失造成 [22] ；第二阶段在 250~300 ℃，失重最大， [2] Luo Kangjia (罗康佳), Guo Jiansheng (郭建生), Li Jingyi (李静怡),
约 53%，这是由于淀粉分子间的糖苷键发生断裂, et al. Dissolution technology and research status of cellulose[J].
Synthetic Fiber (合成纤维), 2018, 47(1): 1-5.
葡萄糖单元的部分键也发生断裂，物质在高温下发 [3] Geng Hao (耿浩), Li Jinhua (李金华), Liu Xuanyong (刘宣勇).
生剧烈热裂解，造成重量损失率大幅度增加；第三 Research progress of graphene in surface engineering[J]. China
Surface Engineering (中国表面工程), 2015, 28(1): 4-14.
阶段为 300~600 ℃，这个阶段失重速度趋于缓慢。 [4] Liu Pengfei (刘鹏飞), Sun Shenglin (孙圣麟), Wang Wentao (王文