[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310194327.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103233358A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲良俊;潘瑋;孫亞麗;陳燕;裴海燕;徐振威;韓紀(jì)江;蘇巖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中原工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): D06M11/83
• 分類(lèi)號(hào): D06M11/83;D01F11/04;D01F6/62;D06M101/32
• 代理公司: 鄭州中原專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 范之敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合導(dǎo)電纖維及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

????作為一種高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品，導(dǎo)電纖維既具有導(dǎo)電成分十分優(yōu)異的電學(xué)性能，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔韌可加工性，其問(wèn)世以來(lái)，市場(chǎng)化發(fā)展已有50多年的歷史。導(dǎo)電纖維除了優(yōu)良的紡織性能外，還具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以用來(lái)消除靜電、吸收電磁波，而且在化纖制品的防靜電領(lǐng)域中具有獨(dú)特的地位,因此它不僅可用于石油化工、軍工等行業(yè)的防靜電防爆服，而且還可用于制備微電子、醫(yī)藥、食品、通信、精密儀器、生物技術(shù)等領(lǐng)域的無(wú)塵無(wú)菌服。

????導(dǎo)電纖維的制備方法有許多種，隨著研究的不斷深入，根據(jù)制得纖維的最終性能和制備工藝，人們逐步淘汰了一些落后的制備方法。目前，制備到導(dǎo)電纖維的方法主要有三種；一是在纖維等紡織品表面用物理或化學(xué)方法使纖維表面形成金屬鍍層，二是用化學(xué)方法在纖維表面形成半導(dǎo)體薄層，三是把導(dǎo)電微粒混入紡絲熔體中，通過(guò)復(fù)合紡絲制成皮芯結(jié)構(gòu)或海島結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電纖維。

表面金屬化是實(shí)現(xiàn)材料尤其是柔性非金屬材料(?纖維、織物、薄膜)?功能化的重要途徑之一。化學(xué)鍍銀方法得到的金屬化織物，其電磁屏蔽性能好，除抗氧化腐蝕能力強(qiáng)，還具有抗菌除臭、抗靜電的功能。在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的今天，它越來(lái)越顯示出巨大的市場(chǎng)潛力，從而備受人們的青睞.雖然銀纖維有很多的優(yōu)點(diǎn)，但其在制備和應(yīng)用上目前還存在一些問(wèn)題。首先，銀纖維的制備方法中，化學(xué)鍍因?yàn)榇罅渴褂媒饘冫}溶液，存在嚴(yán)重的廢液處理問(wèn)題，容易造成環(huán)境污染。涂層法、真空鍍法和濺鍍法雖然避免了化學(xué)鍍的廢液處理問(wèn)題，但是其本身工藝復(fù)雜，操作不便。再者，涂層法不能很好形成良好的金屬涂層，且結(jié)合力弱。真空鍍法也存在著金屬層與基材結(jié)合不牢，易脫落。而且以上方法所得到的織物一般手感很差，大多都不能清洗，生產(chǎn)中存在環(huán)境污染等。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明將提供一種制備聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維的方法。該方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)毒無(wú)污染，纖維與銀層結(jié)合緊密，不易脫落。??

本發(fā)明的技術(shù)方案是：將聚乙烯醇塑化改性后與聚乳酸共混，在熔融紡絲后將聚乙烯醇溶解掉得到聚乳酸多孔纖維，然后采用紫外輻照法使硝酸銀在聚乳酸多孔纖維的表面及孔內(nèi)還原，得到聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維。它的步驟如下：

（1）聚乙烯醇的增塑改性：將聚乙烯醇、多元醇、流動(dòng)促進(jìn)劑投入到高速混合機(jī)中，聚乙烯醇、多元醇、流動(dòng)促進(jìn)劑的質(zhì)量比為70-90：10-25：2-10，在50℃-70℃的條件下混合均勻；然后使用雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)，在150℃-190℃熔融共混造粒，得到增塑聚乙烯醇切片；

（2）共混纖維的紡制：將步驟（1）得到的增塑聚乙烯醇切片與聚乳酸切片投入到常規(guī)的熔融紡絲機(jī)中進(jìn)行紡絲，所述增塑聚乙烯醇切片與聚乳酸切片的質(zhì)量比為5-35：95-65，紡絲溫度190℃-220℃，紡絲速度為200m/min-1000?m/min，得到以聚乙烯醇為島、聚乳酸為海的聚乙烯醇/聚乳酸共混纖維；

（3）聚乙烯醇的溶除：將步驟（2）制的聚乙烯醇/聚乳酸共混纖維置于40℃-90℃水中20-60分鐘，得到聚乳酸多孔纖維；

（4）紫外輻照法制備聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維：聚乳酸多孔纖維置入濃度為40-200g/L的硝酸銀溶液中浸泡5-50分鐘后取出，采用紫外線高壓汞燈對(duì)其進(jìn)行照射，在功率250W-20KW下輻照1-10分鐘，得到聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維。

所述的聚乙烯醇為PVA1788、PVA2488、PVA0588中的至少一種。

所述多元醇為丙三醇、聚乙二醇、山梨糖醇及麥芽糖醇中的至少一種。

所述流動(dòng)促進(jìn)劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂中的至少一種。

所述聚乳酸是纖維級(jí)聚乳酸切片。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明首先采用共混熔融紡絲法制備聚乙烯醇/聚乳酸共混纖維，使用水將聚乙烯醇溶解后可得到聚乳酸多孔纖維，然后采用紫外輻照法制備聚乳酸/銀復(fù)合導(dǎo)電纖維，硝酸銀在聚乳酸纖維的表面和孔洞內(nèi)同時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)，提高了銀在纖維中的含量，纖維基體與銀層結(jié)合緊密，不易脫落。纖維具有穩(wěn)定、持久的導(dǎo)電效果；本發(fā)明所使用的聚乙烯醇(?PVA)是一種用途廣泛的水溶性高分子，可生物降解，降解后產(chǎn)生水和二氧化碳，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染且廉價(jià)易得，對(duì)環(huán)境友好，成本低。所使用的熔融紡絲方法本身技術(shù)成熟，無(wú)需添加其它特殊設(shè)備，工藝過(guò)程易于工業(yè)規(guī)模實(shí)施；本發(fā)明采用紫外輻照法使硝酸銀還原為金屬銀，該方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)毒無(wú)污染，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有三廢，是一種環(huán)保的方法。

具體實(shí)施方式