[發明專利]一種聚苯胺復合導電纖維的制備方法

在審

• 申請號: 201510483999.4
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105088412A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 丁德鳳
• 申請（專利權）人: 丁德鳳
• 主分類號: D01F8/16
• 分類號: D01F8/16;D01F8/14;C08G73/02
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 尹鋒

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及一種聚苯胺復合導電纖維的制備方法。

背景技術

導電纖維具有抗靜電和防輻射功能，能夠制備織物傳感器和智能服裝等高科技產品，因此在電力、醫學、生物科學和航空航天等多個領域都發揮著極其重要的作用。在幾種類型的導電纖維中，有機復合導電纖維由于易混紡、交織和染色，具有明顯優勢。有機復合導電纖維主要以導電高聚物為原料來制備。在眾多的導電高聚物中，聚苯胺具有原料易得、制備簡便、穩定性好、電荷貯存能力強、電導率高等特點，是最有前途的導電聚合物之一。聚苯胺導電纖維的制備方法主要有熔體紡絲法和原位聚合法兩種。熔體紡絲法在實際生產中有很大的局限性，因為聚苯胺在普通溶劑中溶解性很差，可供選擇的溶劑極少(主要是濃硫酸和N-甲基吡咯烷酮)，對紡絲設備及紡絲操作的要求十分苛刻，原位聚合法則具有諸多優點，如工藝簡單、節約成本、纖維導電性能優良，且可紡性好等，具有極高的研究價值。申請號為CN201110259232.5公開了一種聚苯胺復合納米銀導電纖維制備方法，包括以下步驟：1)導電涂覆液的制備：將經研缽研細后的聚苯胺粒子和不同質量分數的甲酸溶液配置成導電涂覆液，其中甲酸溶液的質量分數60％-80％；2)涂覆型導電纖維的制備：采用輥式纖維涂覆機將前述導電涂覆液涂覆于纖維表面，制備涂覆型導電纖維，后經水洗與干燥即得導電纖維；3)納米銀-聚苯胺層的原位合成：將導電纖維A在濃度為0.1-1.0mol/L的硝酸銀(AgNO3)水溶液中浸泡0.5-2h，然后浸入濃度為0.2-2mol/L的NaBH4水溶液中，室溫下反應6-10h，最后分別用乙醇和去離子水洗滌，自然晾干或烘干，即得到聚苯胺/納米銀復合導電纖維，該種導電纖維電導率高，且通過控制工藝條件可以調節纖維的電導率，滿足不同導電性要求，但是該種導電纖維制備工藝復雜，力學性能差，且導電性仍存在不足。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種制備工藝簡單，導電性能優異，力學性能好的聚苯胺復合導電纖維的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的一種聚苯胺復合導電纖維的制備方法，包括如下步驟：

(1)堿處理：將準備好的純滌綸短纖維浸入到溫度為78-85℃的48-56g/L的堿液中浸漬25-30min后用清水洗滌干凈；

(2)中和處理：將5％-8％的酸性溶液滴加至經清水洗凈后的滌綸短纖維上中和處理10-15min，再水洗，烘干并浸漬苯胺純溶液；

(3)氧化摻雜：將浸漬后的滌綸短纖維經機械擠壓后，在15-30℃下浸漬氧化劑和對甲苯磺酸混合液，持續攪拌5-10min使苯胺氧化聚合，最后用凈水洗滌并置于75-85℃干燥箱中干燥20-30min，即可獲得所需導電纖維。

優選的，所述步驟(1)中所用的堿液為氫氧化鈉溶液。

優選的，所述步驟(3)中所用的氧化劑為過氧化氫或五氧化二釩或釩酸鈉。

優選的，所述步驟(3)中機械擠壓的扎余率為50％-60％。

本發明的有益效果：本發明采用原位聚合法制備聚苯胺復合導電纖維，工藝簡單，成本低廉，制備過程中通過優化堿液的濃度以及氧化劑的種類和濃度，制備出的復合導電纖維導電性能優良，可紡性好，力學性能優異。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

實施例1：

(1)堿處理：將準備好的純滌綸短纖維浸入到溫度為79℃的49g/L的氫氧化鈉溶液中浸漬26min后用清水洗滌干凈；

(2)中和處理：將5％的酸性溶液滴加至經清水洗凈后的滌綸短纖維上中和處理12min，再水洗，烘干并浸漬苯胺純溶液；

(3)氧化摻雜：將浸漬后的滌綸短纖維經機械擠壓后，控制機械擠壓的扎余率為59％，在16℃下浸漬氧化劑五氧化二釩和對甲苯磺酸混合液，持續攪拌6min使苯胺氧化聚合，最后用凈水洗滌并置于78℃干燥箱中干燥23min，即可獲得所需導電纖維。

基于上述，本發明采用原位聚合法制備聚苯胺復合導電纖維，工藝簡單，成本低廉，制備過程中通過優化堿液的濃度以及氧化劑的種類和濃度，制備出的復合導電纖維導電性能優良，可紡性好，力學性能優異。

顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。