
针对CNT易团聚、GO还原程度低以及二者在PLA基体中的界面相容性差等问题,本研究提出以聚乳酸为基底,同时引入一维单臂碳纳米管(SWCNT)和二维氧化石墨烯(GO)作为复合导电填料,采用氯化铁(FeCl3)进行掺杂改性,旨在解决PLA基导电薄膜导电性能不足的关键问题。设计并制备了Fe/CNT-GO-PLA三元复合透明导电薄膜,旨在同步实现高导电性、高透光率、优异电磁屏蔽效能及快速电加热响应。以聚乳酸为基底,同时引入一维单臂碳纳米管(SWCNT)和二维氧化石墨烯(GO)作为复合导电填料,采用氯化铁(FeCl3)进行掺杂改性,旨在解决PLA基导电薄膜导电性能不足的关键问题。设计并制备了Fe/CNT-GO-PLA三元复合透明导电薄膜,旨在同步实现高导电性、高透光率、优异电磁屏蔽效能及快速电加热响应。以旋涂法制备PLA透明基底(厚度0.03~0.1 mm),采用喷涂工艺将SWCNT/GO混合液沉积于PLA表面,构建“三明治”结构导电网络。随后,将复合薄膜浸入不同浓度(0.05~0.3 mol/L)的FeCl3无水乙醇溶液中进行p型掺杂改性,得到Fe-CNT/GO-PLA导电薄膜。通过SEM、TEM、Raman及FTIR等手段系统表征了薄膜的微观形貌、元素组成与界面相互作用。结果表明,当GO:CNT比例为1.5:1时,薄膜在550 nm处的透光率达80.2%,方块电阻为12 Ω/sq,在11 V电压下60 s内可升温至95.5 ℃。经0.25 mol/L FeCl3掺杂改性后,薄膜方块电阻进一步降至4.8 Ω/sq且仅需5 V电压即可在60 s内达到95.8 ℃,展现出显著增强的电热性能。
该薄膜成功应用于柔性透明加热器件(如可穿戴保暖膜)及轻质电磁屏蔽涂层,验证了其在绿色柔性电子领域的可行性。
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