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·502· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

图 1a 是 CNF 膜的 SEM 图，可以看到，纳米纤 的透光性 [43] 。图 2b 自左而右分别是 CNF 膜、Epoxy
维素相互交织、均匀分布，表面平滑，此性能有利 膜、CNF/Epoxy 膜，可以看出，CNF 膜具有高度的
于与 Epoxy 复合形成平滑的基底。图 1b 是 CNF/ 透明性，可见纳米纤维对可见光的散射极低，从而
Epoxy 复合膜的 SEM 图，可以看到，复合膜表面较 使其具有高透光率。从图 2b 也可以看出，纯 Epoxy
为平整。图 1c 是 CNF 的截面图，可以看出 CNF 内 形成的薄膜较透明，与 CNF 复合后，复合薄膜依然
部是由纤维状的物质堆积而成具有孔隙结构的薄 具有较高的透明性。CNF 薄膜、Epoxy 薄膜和
膜；在图 1d CNF/Epoxy 复合膜的截面图中，几乎看 CNF/Epoxy 薄膜宏观观察透明度比较接近，表面平
不到纤维状的物质，截面较平滑，说明 Epoxy 浸渍 滑，薄膜均匀性较好，这也印证了图 1 的相关微观
到了 CNF 中，与 CNF 产生了良好的界面结合。 结构结论。
2.2 光学性测试 为了进一步定量分析基底材料的光学性能，对
透光率是柔性 OSC 基底材料的一个重要指标， 其进行了透光性分析。图 2c 是 CNF 膜、Epoxy 膜
对器件的效率有重要影响。图 2 为基底材料 CNF 以 和 CNF/Epoxy 复合膜在波长 200~1000 nm 处的透光
及 CNF/Epoxy 的光学性能分析。 率曲线。可以看出，CNF 膜在 600 nm 处的透光率
为 88%，Epoxy 薄膜透光率较高，为 91%，与 CNF
复合后薄膜的透光率为 89%。与 Epoxy 膜相比，复
合膜的透光率虽然略有降低，但仍能满足柔性 OSC
基底材料透光率高于 85%的要求 [44-45] 。
2.3 热性能测试
无论是在器件的制备还是使用过程中基底材料
的热稳定性对于柔性 OSC 都至关重要，热稳定性差
的基底材料会损坏器件，降低 OSC 使用寿命，图 3
是基底材料的热性能分析结果。
图 3a 是 Epoxy 膜和 CNF/Epoxy 复合膜的热机
械分析（TMA）测试曲线，纵坐标表示样品长度的
相对变化量。从图中可以得到 Epoxy 的玻璃化转变
温度（T g ）约为 52.7 ℃，复合膜的 T g 升高了 36%，
达到 71.8 ℃。这是由于 CNF 的加入，降低了 Epoxy
分子链的柔顺性和规整性，减缓了 Epoxy 的热运动，
阻碍了环氧树脂高分子链段的松弛过程，从而导致

a—CNF 的 AFM 图；b—膜材料光学图片；c—透光率
图 2 纳米纤维素的形态及膜材料光学性能
Fig. 2 Morphology of CNF and optical properties of film
materials

从图 2a 可以看出，CNF 薄膜组成纤维的直径约
20 nm，且具有较大的长径比，尺寸均一。因为其纳
米纤维直径小于可见光波长（380~760 nm）的 1/10，
因此光线能几乎无损失的衍射通过，从而具有良好