[發明專利]一種多功能織物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011203965.2
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112323498A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 何培富;王騰飛;鄭賢宏;王宗乾;牧永權;童忠義
• 申請（專利權）人: 蕪湖富春染織股份有限公司
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;D06M10/06;H01G11/26;H01G11/48;H01G11/86;B05D1/00;H05K9/00;G01B7/16;H05B3/14
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明提供了一種多功能織物及其制備方法和應用，通過氧化化學氣相沉積的方法在織物表面沉積導電高分子薄膜，并通過MXene表面改性，在織物中的纖維表面構筑導電高分子/MXene復合膜，形成連續的導電網絡，將會賦予織物優異的導電性，電熱性能，傳感性能和電化學性能。此外，由于MXene可以產生活性氧，導致細菌細胞膜的脂質過氧化和細胞內蛋白質或基因的破壞，因此最終制備的導電高分子/MXene改性織物具有優異的抗菌性能。

技術領域

本發明屬于多功能紡織品領域，具體涉及一種多功能織物及其制備方法和應用。

背景技術

織物基可穿戴電子器件由于其在健康監測、移動式能量收集和存儲、無線通訊等領域的潛在應用而備受關注。傳統的方法通常是將電子器件嵌入織物制備可穿戴器件，然而其通常具有鋼硬，柔韌性差，舒適性差，耐洗性差等缺點。為了解決上述問題，將功能性客體材料與織物結合制備多功能電子織物被認為是一種理想的解決方案。

目前，功能織物的制備主要包括：采用導電高分子(聚苯胺、聚吡咯等)，納米碳材料(碳納米管，石墨烯等)和金屬納米材料對織物進行涂層改性，或者采用金屬纖維或碳纖維混紡紗織制功能織物等。2019年10月18日公開的中國專利CN110344248A對棉織物進行石墨烯和炭黑改性，制備的織物具有較好的電熱性能；2020年4月7日公開的中國專利CN110970236A采用原位界面聚合法制備了聚吡咯/棉織物超級電容器電極；2017年10月10日公開的中國專利CN107233074A通過共軛靜電紡成紗技術制備連續的納米纖維紗線，然后在紗中纖維表面聚合包覆一層導電聚合物，并通過機織的方法將紗線編織成織物，通過在織物上下表面復合帶有導電銅絲的凝膠膜，制備了三明治結構的納米纖維織物傳感器；然而，上述方法具有工藝流程長，過程復雜，織物電導率低，織物功能單一的缺點。

MXene是種二維層狀過渡金屬碳化物或氮化物，具有較好的分散性，導電性和電磁屏蔽性能，在能源，催化，生物等領域具有廣泛的應用潛力。已有文獻報道將MXene對紗線進行涂層，并進行針織織制MXene改性的織物超級電容器(Materials Today 2020,34,17-29)，然而MXene負載量大，造成織物手感差，并且由于針織結構松散，難以獲得電磁屏蔽性能；2019年6月11日公開的中國專利CN109868646A采用過渡金屬碳化物(MXene)對棉織物進行改性，制備了具有較高電導率的電磁屏蔽織物。但是織物電磁屏蔽性能較差，功能單一。

氧化化學氣相沉積(OCVD)技術是通過氣態的導電高分子單體在氧化劑的作用下，在樣品表面逐步聚合和沉積生成導電高分子薄膜。氧化化學氣相沉積技術已被廣泛應用于熱電，光電和儲能等領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多功能織物的制備方法，將導電高分子和MXene用于多功能織物，得到一種基于導電高分子/MXene的多功能織物的制備方法，制備工藝流程短，過程簡單。

本發明另一目的在于提供一種多功能織物，利用上述方法制備得到，制備的織物同時具有電化學存儲性能，電磁屏蔽性能，電熱性能和傳感性能，同時保持織物原有的柔韌性和透氣性，解決上述技術問題。

本發明最后一個目的在于提供一種多功能織物的應用，用于制作超級電容器電極材料、電熱材料、應變傳感器、電磁屏蔽材料或抗菌紡織品。

本發明具體技術方案如下：

一種多功能織物的制備方法，包括以下步驟：

1)織物氧化化學氣相沉積導電高分子；

2)紅外接枝MXene。

進一步的，步驟1)中所述導電高分子包括但不限于聚苯胺、聚吡咯、聚-3己基噻吩、聚-3甲基噻吩或聚3，4-乙烯二氧噻吩；優選為聚3，4-乙烯二氧噻吩；

步驟1)中所述織物包括但不限于棉織物、麻織物、毛織物、絲織物、化纖織物、混紡織物或碳纖維織物等。