Page 92 - 《精细化工》2022年第2期
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·296· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
亚麻是碳中和的手段之一。LF 的主要组分是含活性
羟基的纤维素（质量分数 65%~70%）、半纤维素（质
量分数 15%~20%）和木质素（质量分数~5%） [5-6] ，
纤维素结构中的每个葡萄糖单元都含有 3 个活性羟
基，分别位于 C 2 、C 3 和 C 6 位置，如下所示。其中，
[7]
C 6 -OH 活性最高 。如果对其结构进行功能改性，
赋予其导电传感性能，发挥其柔韧性特长，必将扩
大其在可穿戴电子设备中的应用。
LF 表面纤维素较活泼的 C 6 -OH 与 MAH 酯化
得到 LF-g-MAH，LF-g-MAH 与 MWCNTs-OH 的羟
基继续酯化，得到 LF-g-MAH-MWCNTs。由于两个
酯基部分的柔性，使悬挂其上的碳纳米管侧链相互
交叠，形成导电通路，使不导电的亚麻纤维表现出
导电的性质。在压力作用下，碳纳米管变得排列有
碳纳米管是由碳原子组成的一维纳米级管状材 序，导电性能增加；压力释放后，又在柔性酯链牵
[8]
料 ，具有突出的导电性能，理化性能稳定，可以 引下恢复原状，表现出压力传感性能。
在拉伸或者弯曲等状态下保持其电学性能，可通过
分散在生物大分子基材中形成空间导电网络，在复 1 实验部分
[9]
合导电材料领域有广泛应用 。咸贵军等 [10] 通过碳
1.1 试剂与仪器
纳米管接枝植物纤维来简化纳米粒子改性植物纤维 亚麻织物（200 g/m ），江苏常熟耀辉纺织品有
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的 工艺。苟巧 林等 [11] 将 羟基化多壁 碳纳米 管
限公司；马来酸酐（MAH）、N,N-二甲基甲酰胺
（MWCNTs-OH）与 LF 混合，羟基化碳纳米管通过
（DMF），AR，天津市福晨化学试剂厂；羟基化多
氢键作用附着在 LF 上，形成具有导电传感性能的
壁碳纳米管（简称 MWCNTs-OH，批号 HQNANO-
复合材料，该材料能灵敏地感觉到手指不同程度的
CNTs-006H，质量分数 95%，羟基质量分数 5.58%），
弯曲。但是，碳纳米管通过氢键与 LF 作用，结合
苏州碳丰石墨烯科技有限公司。
力不够强，在柔性电子设备使用过程中可能会出现
Magna-IR560esp 傅里叶变换红外光谱仪，美国
移位、聚集等问题，难以保证均匀稳定的导电持久 Nicolet 公司；RTS-8 四探针测试仪，天津安合盟科
性 [12] 。为避免此类问题发生，本文通过化学接枝方
技发展有限公司；TD-3500 X 射线衍射仪，丹东通
法，将碳纳米管化学键合到 LF 上，以期提高所制
达科技有限公司；JF-3 氧指数测定仪，南京市江宁
得柔性传感电子设备的使用寿命。
分析仪器厂；JSM-7500F 型扫描电子显微镜，日本
本文首先通过马来酸酐（MAH）与亚麻纤维
JEOL 公司；WDW-2 微机电子万能试验机，济南时
C 6 -OH 发生酯化反应制得含有羧基的 LF（LF-g-MAH），
代新光仪器有限公司。
再与羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）的羟基
1.2 实验方法
再次发生酯化反应，将碳纳米管（CNTs）化学接枝
1.2.1 马来酸酐接枝 LF
到 LF 上，得到具有导电性能、压力传导性能的 LF
将亚麻织物裁成 20 cm×20 cm 的方块浸入 250 mL
（LF-g-MAH-MWCNTs），以期应用于可穿戴柔性电
质量分数 16%的 NaOH 水溶液中，常温浸渍 3~5 min，
子设备中。MWCNTs-OH 接枝 LF 反应式如下所示。 以去除表面油脂类杂质，得到 LF-NaOH。用去离子
水洗至中性，70 ℃烘干，放入 250 mL 质量分数为
50% MAH 的 DMF 溶液中，120 ℃反应 2.5 h，取出
冷却，用无水乙醇洗涤至中性，以除去未反应的
MAH 和溶剂 DMF，70 ℃下干燥 2 h，得到 MAH
接枝 LF（LF-g-MAH），测得接枝率为 46.3% [13] 。
1.2.2 碳纳米管接枝 LF
将 MWCNTs-OH 在 250 mL 含有质量分数 2%
十二烷基苯磺酸钠分散剂的 DMF 中超声分散，得到
碳纳米管分散液。控制 MWCNTs-OH 的质量浓度分
别为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/L。将 LF-g-MAH
