DOI:10.1016/j.eurpolymj.2020.110083

高机械性能的电纺聚合物纳米纤维在实际工作中有着广泛的应用前景，尤其是作为复合材料的增强体。然而，大多数电纺聚合物纳米纤维的拉伸强度小于3GPa。为了克服这一局限性，本工作通过原位聚合、静电纺丝和原位热转化成功制备了拉伸强度高达4.2GPa（PI/rGO-1.0％），模量高达121GPa（PI/rGO-1.2％）的单rGO增强聚酰亚胺复合纳米纤维。这些机械性能均高于其他聚合物基电纺纳米纤维，分别比纯PI单根纳米纤维的机械性能高45％和236％。原位策略使rGO均匀分散在单根电纺纳米纤维中，并增强了rGO与PI之间的界面相互作用。此外，PI/rGO复合纳米纤维还具有优异的热稳定性，玻璃化转变温度（Tg）高于295℃，5％热分解温度（T5％）高于539℃。这项工作为制备用于复合材料的高性能电纺纳米纤维开辟一条新的途径。

图1.GO和rGO的拉曼光谱（a）和XPS光谱（b）。

图2.GO、纯PI和含不同rGO量的PI/rGO复合纳米纤维的FT-IR光谱。

图3.GO、rGO、纯PI和含不同rGO量的PI/rGO复合纳米纤维的XRD图谱。

图4.GO（a，a'），纯PI纳米纤维（b，b'），PI/rGO-1.0％（c，c'）复合纳米纤维和PI/rGO-1.0％（d）复合纳米纤维的TEM图像。

图5.纯PI（a）和PI/rGO-1.0％（b）纳米纤维的SEM图像及其直径分布（a'，b'），以及单根纯PI纳米纤维（c）和PI/rGO-1.0％复合纳米纤维（d）的典型形态。

图6.rGO、纯PI纳米纤维膜和含不同rGO量的PI/rGO复合纳米纤维的TGA曲线。

图7.纯PI纳米纤维膜和含不同rGO量的PI/rGO复合纳米纤维的DMA曲线。

图8.单根电纺纯PI纳米纤维和含不同rGO量的PI/rGO复合纳米纤维的典型应力-应变曲线。

图9.单根电纺纳米纤维的机械性能Ashby图。