Page 91 - 《精细化工》2022年第2期

第 39 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.39, No.2
2022 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2022

功能材料
具有压力传感性能的碳纳米管接枝亚麻织物

*
孙才英，吕文丰，次仁达杰，任彪彪，姜大伟
（东北林业大学 化学化工与资源利用学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

摘要：马来酸酐（MAH）与亚麻纤维（LF）C 6 -OH 发生酯化反应制得了含有羧基的 LF（LF-g-MAH），LF-g-MAH
与羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）的羟基发生酯化反应，得到了碳纳米管（CNTs）接枝的 LF-g-MAH（记
为 LF-g-MAH-MWCNTs）。用 FTIR、XRD、SEM、EDX 对 LF-g-MAH-MWCNTs 进行了表征，使用氧指数测定
仪、微机电子万能试验机和四探针测试仪测试了其燃烧性能、力学性能、导电性和压力传感性。结果表明，CNTs
的接枝对 LF 结晶性能、表面形态、燃烧性能、力学性能均没有明显影响，却使不导电的 LF 具有导电性和稳定
灵敏的压力传感性能。手指按压即能使该传感器产生 1.0~1.5 kΩ 的电阻变化，体重分别为 60 和 80 kg 的测试者
踩压能产生 70 和 10 kΩ 的电阻变化。
关键词：亚麻纤维；碳纳米管；接枝改性；导电性能；压力传感性能；功能材料
中图分类号：TQ630；TS106 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 02-0295-07

Carbon nanotubes grafted to linen fabric with pressure sensing properties

*
SUN Caiying, LYU Wenfeng, CIRENDAJIE, REN Biaobiao, JIANG Dawei
（College of Chemistry, Chemical Engineering and Resource Utilization, Northeast Forestry University, Harbin 150040,
Heilongjiang, China）

Abstract: Flax fiber (LF) containing carboxylic group (LF-g-MAH) was prepared by esterification of
maleic anhydride (MAH) with LF (C 6-OH). LF-g-MAH was then esterified with the hydroxyl group of
hydroxylated multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs-OH) to obtain carbon nanotubes (CNTs) grafted
LF-g-MAH (referred to as LF-g-MAH-MWCNTs). LF-g-MAH-MWCNTs was characterized by FTIR,
XRD, SEM and EDX. The combustion properties, mechanical properties, electrical conductivity and
pressure sensitivity were tested by using oxygen index tester, microcomputer electronic universal testing
machine and four-probe tester. The results showed that the grafting of CNTs had no obvious effect on the
crystallization properties, surface morphology, combustion properties and mechanical properties of LF, but
made the non-conductive LF have electrical conductivity and stable and sensitive pressure sensing
properties. As pressed by index finger, the pressure sensor could generate a resistance change of 1.0~1.5 kΩ,
as stepped by testers with a mass of 60 kg and 80 kg, it could generate a resistance change of 70 and 10 kΩ.
Key words: linen fiber; CNTs; graft modification; conductivity; pressure sensing performance; functional
materials

近年来，可穿戴式电子产品由于在能量采集、 产成本高、来源受限制。亚麻纤维（LF）是世界上
微机设备、电子传感器及植入式医疗器械设备等方 最古老的纺织纤维，来源丰富可再生、性能优异，
[1]
[4]
面有潜在的应用 ，使导电纤维在可穿戴式电子产 在服装、床品、窗帘、车饰等领域有广泛应用 。
品的研发迅猛。国内外研究较多的导电纤维有聚吡 亚麻为一年生草本植物，生长周期短，再生能力强，
[3]
[2]
[3]
咯纤维 、碳纤维 、金属纤维 等，此类纤维的生 生长出 1 t LF 可以消耗掉 1.63 t 以上的 CO 2 ，种植

收稿日期：2021-10-08; 定用日期：2021-11-25; DOI: 10.13550/j.jxhg.20211015
基金项目：中央高校基本科研业务费（2572021BU06）
作者简介： 孙才英（1964—），女，教授，E-mail：sundeyee@126.com。联系人：姜大伟(1982—)，男，副教授，E-mail：daweijiang@nefu.edu.cn。