[發明專利]一種聚苯胺導電纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201610063833.1
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105624824B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 潘志娟;洪劍寒
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D01F6/90
• 分類號: D01F6/90;D01F6/92;D01F6/46;D01F1/09
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 李陽

技術領域

本發明涉及一種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

以聚酯、聚酰胺、聚丙烯纖維等為代表的一大批合成纖維在人類生產生活中占據了非常重要的地位。合成纖維的產量逐年上升，應用領域也不斷拓展，它們不僅在服裝領域中發揮著重要作用，是人類數千年來一直使用的天然纖維的極佳補充和替代品，同時，在國防、交通、工業、農業、建筑、娛樂等眾多領域，也發揮著不可替代的作用。

高分子結構的合成纖維普遍存在電傳導性極差的特點，致使其在加工和使用時易產生靜電，對生產加工和使用均帶來不利影響，如：紡紗過程中的纏繞羅拉，織造過程中因靜電造成的開口不清、服用過程中的靜電電擊、吸附灰塵等問題。同時，極差的電傳導性也限制了合成纖維材料應用領域的進一步擴展，從未來纖維發展的趨勢來看，合成纖維必然朝高附加值及功能化改進方向發展。具有導電能力的合成纖維的開發，不僅能解決合成纖維在加工和使用過程中產生的靜電所帶來的問題與困擾，同時對提高產品附加值、擴大產品應用范圍具有十分重要的意義。

常規合成纖維的導電化處理主要有后整理法與共混紡絲法。前者采用各種方法將導電組分附著于纖維表面，雖然導電能力強，但存在導電組分易脫落的問題；后者將導電組分與聚合物基體共混紡絲，雖然導電組分在纖維內部的連續性較后整理法有所下降，但是導電組分與纖維基體結合牢固，導電效果持久，而且其制備方法更為適應規模化生產，因此得到廣泛應用。常用的導電組分主要有金屬、金屬氧化物、炭黑等無機導電材料，近年來隨著有機高分子導電材料的快速發展，以有機高分子導電材料特別是聚苯胺作為導電組分對纖維進行導電處理將是未來導電纖維的重要發展方向。

導電性高分子材料聚苯胺具有優異的性能，目前已經有相當多的關于聚苯胺導電纖維的研究報告，但主要還是集中在原位聚合法和濕法紡絲上。合成纖維的主要制備方法——熔體紡絲法，具有生產速度高、不需要溶劑和沉淀劑，設備簡單，工藝流程短的優點，因此從工業化的角度來看，將聚苯胺作為導電組分采用熔體紡絲法制備導電纖維是一種更加具有實用意義和推廣價值的方法。但此方面的研究較少，這主要是由于導電態聚苯胺粉末顆粒較紡絲的標準大得多，同時聚苯胺在在紡絲溫度下不能熔融，因而造成紡絲加工困難，聚苯胺在纖維基體內的含量低，其導電性能無法滿足要求所致。少數研究者在實驗室條件下采用塑化的方法提高聚苯胺的可加工性，如P.Passiniemi用塑化劑對烷基苯磺酸摻雜的聚苯胺增塑后，與聚丙烯在雙螺桿擠出機中混合切片，在適當的加工條件下紡成纖維，但塑化劑的過量應用對產品的最終用途會產生不利的影響。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型聚苯胺導電纖維的制備方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明旨在解決聚苯胺作為導電組分用于熔體紡絲法制備導電纖維時的弊端，提供一種簡便可行的聚苯胺導電纖維加工方法。

本發明的技術方案如下：

一種聚苯胺導電纖維的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下幾個步驟：

S1：聚苯胺顆粒的粉碎，通過機械方式對聚苯胺顆粒進行研磨，獲得密度均勻的聚苯胺顆粒；

S2：聚合物切片的粉碎，通過機械方式對聚合物進行粉碎，并使用60目的網篩出去大尺寸顆粒；

S3：初生絲的制備，將步驟S1中研磨過的聚苯胺顆粒和步驟S2中篩選后的聚合物顆粒進行混合，將混合物通過料斗喂入雙螺桿擠出機，混合物熔融后從雙螺桿擠出機噴絲孔擠出，經由牽引冷卻裝置后通過橫移導紗機構高速牽引迅速拉伸變細，形成初生纖維，再卷繞在筒子上；

S4：纖維拉伸成形，將步驟S3中筒子上的初生纖維卷繞在加熱單元中進行加熱，再通過橫移導紗機構將拉伸后的纖維卷繞至成品纖維筒子，其中成品纖維筒子的速度大于所述筒子的速度。

進一步的，所述步驟S1中，所述機械方式為通過行星式球磨儀對聚苯胺顆粒進行粉碎。

進一步的，所述步驟S2中，所述機械方式為通過粉碎機對聚合物切片進行粉碎，其中所述粉碎機的轉速為5000轉/分，粉碎時間為10～30min。

進一步的，所述步驟S2中，所述聚合物切片為聚酰胺6、聚酰胺66、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乳酸中的一種或多種。

進一步的，所述步驟S3中，所述混合物中聚苯胺顆粒的重量百分比為0％～15％。

進一步的，所述步驟S4中，所述初生纖維卷繞在加熱單元中進行加熱的溫度大于所述初生纖維的玻璃化溫度。