[發明專利]聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料、導電纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201310339402.X
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103396664A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 曾永斌;吳憲;何征;劉則安;周龍
• 申請（專利權）人: 深圳市沃特新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L79/02;C08G73/02;D01F8/12;D01F8/16
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于復合纖維技術領域，特別涉及一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料及其制備方法、聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維及其制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酰對苯二胺在1965年由美國杜邦公司采用低溫溶液縮聚反應合成，然后利用PPTA/H₂SO₄溶液具有液晶行為，發明了干噴濕紡的方法，從而獲得高性能聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。但其不具有導電性能。

在各類導電聚合物中，聚苯胺具有結構多樣化，環境穩定性好，合成簡易，單體成本低、氧化還原特性可逆、光電性能優良等優點，被認為是最有實際應用前景的導電聚合物之一。但是，聚苯胺加工性能差，難以單獨制成纖維或者所得纖維的力學性能欠佳，通常將聚苯胺與其他加工容易且力學性能較佳的聚合物一起制成導電纖維。

目前，聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺纖維主要有以下兩種制備方法：

①采用現場吸附聚合工藝在已紡好絲的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維先后吸附苯胺、質子酸和氧化劑，在聚對苯二甲酰對苯二胺纖維表面聚合聚苯胺得到聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維，該方法中聚苯胺的合成條件控制有一定難度，合成的聚苯胺導電性能欠佳，導致聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺纖維的電導率不高，只能用于防靜電領域，導電和防電磁波的性能較差；另外，表層的聚苯胺遭到磨損后導電纖維將失去導電性能。

②將聚苯胺與聚對苯二甲酰對苯二胺共同溶解于溶劑中，然后進行紡絲，由于聚苯胺在聚對苯二甲酰對苯二胺基體中的分散和分布欠佳，影響了共混纖維的電導率和力學性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料及其制備方法，以解決現有聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料導電性差的技術問題。

本發明的另一目的是提供一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維及其制備方法，以解決現有苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺電纖維制備方法條件難控制，或聚對苯二甲酰對苯二胺與聚苯胺分散不均勻以及制備的聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺電纖維導電性能和力學性能差的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料，其以聚對苯二甲酰對苯二胺為核、以聚苯胺為殼層構成的核殼結構。

以及，一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將聚對苯二甲酰對苯二胺分散于去離子水中，形成聚對苯二甲酰對苯二胺的分散液；

向所述聚對苯二甲酰對苯二胺的分散液中加入質子酸和苯胺，并進行分散處理，后在0℃～50℃下加入氧化劑引發苯胺的聚合反應，待反應結束后進行固液分離，將所得的固體進行洗滌、干燥處理，得到具有核殼結構的所述聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料；其中，所述苯胺與聚對苯二甲酰對苯二胺的摩爾比為1：1～10。

以及，一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維的制備方法，包括以下步驟：

將上述的聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料加入濃硫酸中，并升溫至50～80℃，制成質量濃度為15～25%的紡漿；

將所述紡漿進行噴絲處理，并將經噴絲處理得到的漿絲進行凝固溶液處理，得到含硫酸的濕紗；

將所述濕紗經水洗、干燥處理，得到所述聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維。

以及，一種聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維，其由上述的聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維的制備方法制備獲得。

上述聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料采用核殼結構，使得具有導電性能的聚苯胺緊密包裹在聚對苯二甲酰對苯二胺核體表面，使得該聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料結構穩定，導電性能優異。

上述聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料制備方法的各反應物和反應條件能夠精確控制，得到具有高導電性能的翠綠亞胺結構的聚苯胺，并其包覆在聚對苯二甲酰對苯二胺的表面，形成穩定的核殼結構復合材料，因此聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料的導電性能優異。

上述聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維制備方法采用上述核殼結構的對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電復合材料為原料，使得在制備的導電纖維中，聚苯胺在聚對苯二甲酰對苯二胺基體中的分散和分布，從而提高了聚對苯二甲酰對苯二胺/聚苯胺導電纖維的導電性能和力學性能。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：