[發明專利]一種納米碘化亞銅/聚乙烯醇復合導電纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201610209913.3
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105714398B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 郭正;張一風;潘瑋
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: D01F6/50
• 分類號: D01F6/50;D01F1/09
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司41125
• 代理人: 張紹琳,張真真

技術領域

本發明屬于復合導電纖維制備領域，尤其涉及一種納米碘化亞銅/聚乙烯醇復合導電纖維的制備方法。

背景技術

近年來，隨著計算機、電信、微波爐等的迅速發展和普及，人類生活工作環境中的電磁輻射日漸嚴重因而產生的電磁波干擾對電子儀器設備的正常工作及人類的生理健康帶來了很多負面影響，為防止靜電干擾和電磁波干擾，從20世紀中期至今，針對各種用途，已開發出各種抗靜電和電磁屏蔽的材料。近幾十年，研究的重點更多地轉向了導電纖維，導電纖維的抗靜電效果顯著持久，且不受環境濕度的影響，導電層達一定厚度或導電成份達一定比例后，具有優良的電磁屏蔽功能，因此導電纖維的研制和應用越來越受到重視。

導電纖維的制備方法有許多種，隨著研究的不斷深入，根據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，制備到抗靜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方法使纖維表面形成金屬鍍層，這種方法由于形成的金屬鍍層往往使纖維的手感變得粗硬，難以進行紡織加工，且生產設備投資大，效率低，生產成本高；二是用化學方法在纖維表面形成半導體薄層，化學方法工藝較簡單，對纖維的物理機械性能影響不大，導電性較好，但導電耐久性較差；三是把導電微粒混入紡絲熔體中，通過復合紡絲制成皮芯結構或海島結構的導電纖維，用這種方法制得的纖維導電耐久性優良，且因加入導電粒子較少，不損害纖維的物理性能，因而受到廣泛關注。但是，采用這種工藝制備抗靜電纖維時，通常所使用的導電粒子尺寸多為μm級，并不具有納米材料的特性，而且在成型加工過程中，往往會加重設備的損耗，不利于降低生產成本。因此，開發成本低、性能優良的導電纖維就顯得尤為重要。

在許多應用條件下，對導電纖維的顏色和透明度有一定要求，而碳黑、碳管及導電聚合物等導電填料則不可避免地影響了最終產品的質量，納米級碘化亞銅（CuI）粉體的淺色透明特征正好填補這一空白，可制得淺色、高透明度的導電纖維。碘化亞銅是一種具有導電性的無機化合物，若纖維中含有一定量的碘化亞銅則纖維就成為導電纖維。若將導電碘化亞銅納米粒子有序分散于常規的成纖聚合物基質中，則可更好地綜合兩者的優點，得到高性能的復合導電纖維。但是聚合物基無機填料復合材料制備的常規加工方法如雙輥開煉、螺桿擠出、熔融混合、溶液混合等在一般情況下不能用來制備聚合物基無機納米復合材料，因為這些常規方法從本質上分散和混合的尺度是在幾百納米以上。無機納米顆粒由于具有極高的表面能，有很強的團聚趨勢，在與聚合物混合的加工過程中遇熱力等作用，破壞其原分散的平衡狀態，往往得到的是納米顆粒團聚成幾百納米甚至微米尺度的復合材料，從而喪失納米顆粒的特有功能和作用。

發明內容

本發明的目的在于解決上述無機納米在與聚合混合物加工過程中遇到的技術難題，提供了一種納米碘化亞銅/聚乙烯醇復合導電纖維的制備方法。

本發明采用以下技術方案，具體步驟如下：

一種納米碘化亞銅/聚乙烯醇復合導電纖維的制備方法，所述納米碘化亞銅/聚乙烯醇復合導電纖維的具體制備步驟如下：

（1）將硫酸銅溶解在水中形成硫酸銅水溶液，向硫酸銅水溶液中加入聚乙烯醇，升溫至50℃～97℃使聚乙烯醇溶解，形成透明溶液后加入冰醋酸，調節pH至1～3，制得溶液a；

（2）將硫代硫酸鈉和碘化鉀溶解在水中形成溶液c，向溶液c中加入聚乙烯醇并升溫到50℃～97℃使聚乙烯醇溶解，制得溶液b；

（3）將溶液a和溶液b按比例混合，在75℃～90℃下反應10～60分鐘，得到碘化亞銅/聚乙烯醇紡絲原液；

（4）采用0.08~0.1mm的噴絲頭，將紡絲原液加壓過濾，脫泡，在40℃～80℃下經計量泵、過濾器，從噴絲頭噴出，紡絲細流在凝固浴中凝固成型，纖維經過4~10倍拉伸，得到納米碘化亞銅/聚乙烯醇導電纖維。

所述步驟（1）中聚乙烯醇的品種為1788或1799，硫酸銅的質量濃度為1.5%～4.5%，聚乙烯醇的質量濃度為8%～16%。

所述步驟（2）中聚乙烯醇的質量濃度為8%～16%，硫代硫酸鈉的質量濃度為1.5%～4.5%，碘化鉀的質量濃度為3%～9%。

所述步驟（3）中溶液a與溶液b的體積比為1：1～1：3。

所述步驟（4）中凝固浴為質量濃度35%～40%的硫酸鈉水溶液，凝固成型的溫度為35℃～55℃。

本發明的有益效果在于：