[發(fā)明專利]一種高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維的紡絲方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010777076.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN111793853B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高強(qiáng);王鵬;沈明;高春霞;馮丹洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F8/16
• 分類號(hào): D01F8/16;D01F8/10;D01F1/09;D01D5/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 董旭東;徐素柏

本發(fā)明涉及有機(jī)高分子導(dǎo)電纖維制備技術(shù)內(nèi)一種高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維的濕法紡絲方法，包括以下步驟：首先，配制PEDOT:PSS紡絲液；然后，將紡絲液通過濕法紡絲噴絲板進(jìn)入乙醇和水的混合凝固浴中凝固成型，所述乙醇和水的混合凝固浴中添加有LiCl，添加濃度為0.1?0.5 mol/L；凝固成形后的纖維經(jīng)牽伸后烘干冷卻，制得高電導(dǎo)率高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維。本發(fā)明的方法通過一步法濕法紡絲，采用水/乙醇體系凝固浴為主體，通過在凝固浴中添加鋰離子輔助纖維固化成型，鋰離子摻雜在纖維里，使纖維拉伸伸長率和電導(dǎo)率明顯提高，擴(kuò)大纖維在紡織材料中的應(yīng)用范圍和加工適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)高分子導(dǎo)電纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維的紡絲方法。

背景技術(shù)

聚3,4 -乙撐二氧噻吩（PEDOT）是在摻雜狀態(tài)下用作有機(jī)（光）電子器件中的空穴注入/傳輸層的原型共軛聚合物，其經(jīng)聚對(duì)苯乙烯磺酸根陰離子（PSS）摻雜后，可得到分散均勻且穩(wěn)定的PEDOT:PSS水懸浮液，PEDOT:PSS材料同時(shí)具有高導(dǎo)電率以及良好的光學(xué)透明性。在適當(dāng)條件下，它可以通過相對(duì)簡單的濕法紡絲技術(shù)制備出連續(xù)的纖維，在電子紡織制品方面有廣泛的應(yīng)用前景。然而PEDOT:PSS纖維的可拉伸性較差，不能滿足一些紡織材料的加工要求。因此如何簡單高效的制備出連續(xù)性強(qiáng)、伸長率高的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維成為國內(nèi)外的熱門課題。

目前提高PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維拉伸伸長率的研究主要是將PEDOT:PSS與PVA等高柔韌性的水溶性聚合物混合紡絲，或是通過改變PEDOT:PSS紡絲液的濃度等方法。且這些方法均是基于丙酮/異丙醇的有機(jī)凝固浴體系，而此類凝固浴對(duì)PSS分散有較強(qiáng)的相分離作用，兩組分間的擴(kuò)散、交換過程過于迅速，使得濕法成型的 PEDOT:PSS纖維手感脆硬（伸長率低，約 5 ~ 12 %），不能完全體現(xiàn)纖維的柔性優(yōu)勢(shì)。如果纖維后處理過程使用二甲基亞砜、乙二醇等清洗去除所得纖維中殘留的 PSS 來提高纖維電導(dǎo)率，纖維的可拉伸性會(huì)進(jìn)一步下降。而且丙酮和異丙醇對(duì)人體均有毒性，凝固浴價(jià)格昂貴、易造成環(huán)境污染亦成為纖維工程化的短板。而本發(fā)明涉及的水和乙醇屬于常規(guī)試劑，安全無毒，來源廣泛，易于獲得，也降低了紡絲成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡單，成本低，綜合性能好的高電導(dǎo)率高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維的濕法紡絲方法，以簡化紡絲工藝，降低紡絲成本。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維的紡絲方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：配制PEDOT:PSS紡絲液；

第二步：將紡絲液通過濕法紡絲噴絲板進(jìn)入乙醇和水的混合凝固浴中凝固成型，所述乙醇和水的混合凝固浴中添加有LiCl，添加濃度為0.1 - 0.5 mol/L；凝固成形后的纖維經(jīng)牽伸后烘干冷卻，制得高電導(dǎo)率高伸長率的PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維。

本發(fā)明的方法通過一步法濕法紡絲，采用水/乙醇體系凝固浴為主體，通過在凝固浴中添加鋰離子輔助纖維固化成型，鋰離子摻雜在纖維里，使纖維拉伸伸長率和導(dǎo)電率明顯提高，擴(kuò)大纖維在紡織材料中的應(yīng)用范圍和加工適應(yīng)性。

進(jìn)一步地，第一步中，所述PEDOT:PSS紡絲液為常溫下，將PEDOT:PSS水分散液用超聲波震蕩儀震蕩5 - 30 min，混合均勻后靜置脫泡，制得均勻的紡絲液。

再進(jìn)一步地，PEDOT:PSS的水分散濃度為15 - 25 mg/mL；所述超聲波震蕩儀工作頻率為30 - 60 KHz。

進(jìn)一步地，第二步中，混合凝固浴中，乙醇和水的體積比為：（2 - 5）: 1。

進(jìn)一步地，第二步中，噴射紡絲液的噴絲板孔徑為0.13 - 0.51 mm。