[發(fā)明專利]復(fù)合導(dǎo)電纖維及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611199316.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN106637568B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李丹;胡東梅;解曉波;李清文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): D02G3/40
• 分類號(hào): D02G3/40;D02G3/36
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種復(fù)合導(dǎo)電纖維及其制備方法。所述制備方法包括：將多根單纖維纏繞形成呈螺旋狀的所述第一纖維，且在纏繞時(shí)還在各單纖維的結(jié)合面上涂敷粘結(jié)劑，從而使這些單纖維牢固粘結(jié)，形成表面具有沿第一纖維的軸向連續(xù)延伸的相對(duì)凹下部和相對(duì)凸起部的第一纖維；在將導(dǎo)電材料紡絲形成第二纖維的同時(shí)加入所述第一纖維，使所述第一纖維被均勻包裹在所述第二纖維內(nèi)，從而形成復(fù)合導(dǎo)電纖維。本發(fā)明的復(fù)合導(dǎo)電纖維具有核心/保護(hù)鞘結(jié)構(gòu)，其均勻一致，導(dǎo)電性、柔韌性及耐磨性能優(yōu)異，可耐受紫外光等的照射而仍保持優(yōu)良特性，可用作高強(qiáng)度、柔性輕質(zhì)導(dǎo)線等，同時(shí)其制備工藝簡單，可連續(xù)自動(dòng)化進(jìn)行，安全環(huán)保，適合大批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合纖維材料的制備方法，具體涉及一種復(fù)合導(dǎo)電纖維，例如芳綸纖維/碳納米管復(fù)合纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子設(shè)備的普及，人們對(duì)電子設(shè)備的要求越來越高，而其中微型、柔性、輕質(zhì)、便攜同時(shí)高強(qiáng)度的導(dǎo)電纖維也越來越受關(guān)注。目前市場上的導(dǎo)電纖維主要是金屬絲，但柔性差、不輕便，強(qiáng)度低。因此具有高強(qiáng)度并且柔性輕質(zhì)導(dǎo)電的高性能纖維受到了廣泛關(guān)注。而芳綸纖維就是一種高性能纖維，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐熱穩(wěn)定性。但芳綸纖維絕緣不導(dǎo)電、同時(shí)不耐紫外芳綸結(jié)構(gòu)存在酰胺和苯環(huán)的共軛體系，在紫外光照射下容易大量吸收而引起分子鏈的斷裂，導(dǎo)致纖維發(fā)生黃化、老化，力學(xué)性能逐漸降低，服役周期短。而且致密的纖維大分子因?yàn)槿鄙倩钚曰鶊F(tuán)界面黏結(jié)性差造成化學(xué)惰性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、表面光滑，與導(dǎo)電材料的結(jié)合粘附效果很差，無法具備導(dǎo)電性，這些極大的制約了芳綸纖維更好的發(fā)展前景。

針對(duì)這些問題，近年來研究人員發(fā)展了多種方法對(duì)芳綸纖維進(jìn)行導(dǎo)電和耐紫外改性。例如，萊斯大學(xué)通過先噴樹脂于芳綸纖維上作為粘連劑，再用噴槍噴射碳納米管于纖維上制得芳綸/碳納米管復(fù)合纖維材料，導(dǎo)電率達(dá)到65S/cm，經(jīng)過彎曲及水清洗也保持穩(wěn)定，但碳納米管在纖維上噴涂不均勻、長期易脫落，而且工藝復(fù)雜不易擴(kuò)大。又例如，CN201010128403.6使用碳納米管為表面材料，環(huán)氧樹脂為粘連劑，對(duì)芳綸纖維進(jìn)行表面改性，得到的改性纖維有活性基團(tuán)，力學(xué)性質(zhì)不受影響，但是纖維柔軟度大大降低，表面粗糙，工藝復(fù)雜。再例如，CN201310575472.5蘇州大學(xué)在芳綸纖維表面加入甲氧基基團(tuán)，再將氧化鈣摻雜的氧化鈰羥基化后與纖維反應(yīng)得到表面包覆無機(jī)納米粒子的芳綸纖維，其具有耐紫外性能而且提高耐熱性能，但是對(duì)纖維的化學(xué)處理造成改性纖維力學(xué)強(qiáng)度大大減低，而且不具導(dǎo)電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種復(fù)合導(dǎo)電纖維及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種復(fù)合導(dǎo)電纖維的制備方法，其包括：

將兩根以上單纖維纏繞形成表面具有相對(duì)凹下部和相對(duì)凸起部的第一纖維，且在纏繞時(shí)還在至少兩根單纖維的結(jié)合面上涂敷粘結(jié)劑，從而使該至少兩根單纖維牢固粘結(jié)，所述相對(duì)凹下部和相對(duì)凸起部沿所述第一纖維的軸向連續(xù)延伸；

在將導(dǎo)電材料紡絲形成第二纖維的同時(shí)加入所述第一纖維，使所述第一纖維被均勻包裹在所述第二纖維內(nèi)，從而形成復(fù)合導(dǎo)電纖維。

進(jìn)一步的，所述的制備方法包括：將兩根以上單纖維(例如芳綸單纖維)加捻纏繞形成呈螺旋狀的所述第一纖維，且在加捻纏繞時(shí)還在該兩根以上單纖維的結(jié)合面上涂敷粘結(jié)劑，從而使該兩根以上單纖維牢固粘結(jié)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了由本發(fā)明所述的方法制備的復(fù)合導(dǎo)電纖維。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種復(fù)合導(dǎo)電纖維，其包括：

由兩根以上單纖維纏繞形成的第一纖維，所述第一纖維表面具有相對(duì)凹下部和相對(duì)凸起部，所述相對(duì)凹下部和相對(duì)凸起部沿所述第一纖維的軸向連續(xù)延伸，并且其中至少兩根單纖維的接觸面之間還通過粘結(jié)劑結(jié)合；

由導(dǎo)電材料紡絲形成的第二纖維，其包裹于所述第一纖維表面。