Page 107 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 张宁仪，等: 纳米银颗粒-聚氨酯导电纤维的制备及拉伸传感应用 ·1173·

次数对 AgNPs-TPU 导电纤维电阻的影响见图 5。图 溶液，1 次浸渍并还原 1 次）。在还原 6 h 后吸附在该
+
2、3、4、5 中 TPU 纺丝液中 TPU 质量分数均为 25%。 纤维上的 Ag 被充分还原，导致随着还原时间的进一
从图 2 可以看出，三氟乙酸银质量浓度为 20 g/L 的 步增加电阻未明显下降。
残炭率高于 5 和 10 g/L 的残炭率，表明 AgNPs-TPU
导电纤维中纳米银的含量随着浸渍三氟乙酸银质量
浓度的增加而增加。随着三氟乙酸银质量浓度的增
+
加，溶液中 Ag 的浓度也增加，浸渍 TPU 纤维时相
+
应吸附在表面和由表面向内部渗透的 Ag 的含量也
增加，经过还原附着在 TPU 纤维上的纳米银含量也增
加，AgNPs-TPU 导电纤维的电阻逐渐降低。所以增
加浸渍三氟乙酸银质量浓度，AgNPs-TPU 导电纤维
6
8
的电阻由 1.56×10 Ω 逐渐降为 6.92×10 Ω（图 3，
浸渍 1 次并还原 1 次，还原时间 30 min）。
图 4 还原时间对 AgNPs-TPU 导电纤维电阻的影响
Fig. 4 Effect of reduction time on resistance of AgNPs-TPU
conductive fiber

增加纤维浸渍三氟乙酸银溶液并还原的次数，
4
AgNPs-TPU 导电纤维电阻由 5.29×10 Ω 下降至
10.79 Ω（图 5，20 g/L 三氟乙酸银溶液，还原时间
6 h）。浸渍还原多次后 AgNPs-TPU 导电纤维电阻迅
速降低。这可归因于在多次浸渍还原之后纳米银颗
粒数目变多，不同纳米银颗粒之间接触更加紧密，

所以导电网络更加完善，载流子的通道更加顺畅，
图 2 分别浸渍 1 次 5、10、20 g/L 三氟乙酸银溶液并还 出现了电阻迅速降低的现象。而在多次浸渍并还原
原 1 次后 AgNPs-TPU 导电纤维的热重曲线 后，AgNPs-TPU 导电纤维的导电网络趋于相对完善
Fig. 2 TG curves of AgNPs-TPU conductive fibers after
immersing once in 5, 10 and 20 g/L silver 的状态，所以在浸渍还原 4 次后，AgNPs-TPU 导电
trifluoroacetate solutions and reducing once, 纤维的电阻值基本保持不变。
respectively

图 5 浸渍还原次数对 AgNPs-TPU 导电纤维电阻的影响
图 3 三氟乙酸银质量浓度对 AgNPs-TPU 导电纤维电阻
Fig. 5 Effect of immersion and reduction times of on resistance
的影响 of AgNPs-TPU conductive fiber
Fig. 3 Effect of mass concentration of silver trifluoroacetate
solution on resistance of AgNPs-TPU conductive fiber
从图 3~5 综合看出，采用 20 g/L 三氟乙酸银溶
在 L-抗坏血酸还原溶液中，附着于 TPU 纤维上 液，还原时间 6 h，4 次浸渍并还原，AgNPs-TPU 导
+
的 Ag 渐渐被还原为 AgNPs。增加纤维被浸渍后的还 电纤维具备良好的导电性，电阻为 10.79 Ω。下文中
+
原时间，将 Ag 还原为 AgNPs 的含量也随之增加。所 所用导电纤维除特殊说明外，其余均采用此最佳条
以增加还原时间，AgNPs-TPU 导电纤维的电阻由 件（TPU 纺丝液中 TPU 质量分数为 25%，浸渍 20 g/L
6
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9.68×10 Ω 降至 5.81×10 Ω（图 4，20 g/L 三氟乙酸银 的三氟乙酸银溶液并还原。重复以上操作 4 次，还