一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法

专利名称：一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法
技术领域：
本发明属复合导电织物的制备领域，特别是涉及一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电 织物的制备方法。
背景技术：
导电高分子材料因独特的化学和电化学性能，在导电涂层、二次电池、光电子器件、 气敏元件以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术等领域均有广泛的应用前景。
聚苯胺作为共轭导电聚合物的一种，由于原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能 良好、特殊的光学性能、独特的掺杂机制等优点而受到广泛的关注,是目前公认的最具有应 用潜力的导电高分子材料之一。但是，由于聚苯胺分子链刚性强、极性大、难熔融且难溶 于一般溶剂，因而机械加工性极差，很大程度上限制了它的应用。因此利用共混或复合方 法，形成聚苯胺导电复合材料可以很好的克服上述缺点，扩大聚苯胺的应用领域。
以纺织品作为基底材料，利用"现场"吸附聚合法，将导电高分子作为导电覆盖层吸附 于基质纤维表面可使其具备导电性。通过该方法制取的纤维既具有导电性能，又具有基体 纤维的物理机械性能，在智能纺织品领域取得了很大的进展，广泛应用于纺织品化学传感、 生物修复材料、电磁屏蔽材料等方面。
采用原位生成的方法制备的聚苯胺/尼龙复合织物一般来说，没有足够的聚苯胺能够附 着在尼龙织物表面，导电率不高。通过化学法制备聚苯胺一般要在强酸环境下反应几小时 甚至十几小时，反应时间长，故需要尽量縮短反应时间，提高复合织物的电导率。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备 方法，该方法结合染整常用的浸轧工艺，不仅缩短了反应时间，使聚苯胺快速进入尼龙纤 维内部，提高了复合织物的电导率，而且成本较低，对环境的污染较小；制得的复合导电 织物电导率可达10—5 10—48/011，强力变化不大，且具有良好的阻燃性、拒水性、抗菌性、 抗静电和电磁屏蔽功能。
本发明的一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，包括
(1) 将尼龙织物用5 40g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液进行预处理，二浸二轧，浸渍时间
为5 15min，轧余率60% 90%， 40 70。C烘干；
(2) 将上述尼龙织物浸入苯胺、过硫酸铵和掺杂酸的混合溶液，不停搅拌，反应15 40min后取出，充分洗涤后烘干；
(3)重复(1)及(2) n次(n》1)，最后在[H+hlmol/L的酸溶液中进行二次掺杂，
掺杂时间15 40min，洗涤烘干后即得聚苯胺/尼龙复合导电织物。
所述步骤(1)中的聚苯乙烯磺酸钠溶液的浓度为20g/L，平均分子量5000-60000;
所述步骤(2)中的苯胺、过硫酸铵和掺杂酸的混合溶液，苯胺和过硫酸铵的浓度为 0.05 0.15mol/L，掺杂酸的浓度为0.1 0.5mol/L，苯胺和过硫酸铵的摩尔比为1: 1; 所述步骤(2)中的掺杂酸为盐酸、硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸或十二烷基苯 磺酸，其浓度为0.1 0.3mol/L;
所述步骤(3)中的酸溶液为盐酸或硫酸。
有益效果
本发明通过化学氧化吸附聚合的方法制备聚苯胺/尼龙导电复合织物，结合染整常用的 浸轧工艺，不仅縮短了反应时间，使聚苯胺快速进入尼龙纤维内部，提高了复合织物的电 导率，而且成本较低，对环境污染较小；制得的复合导电织物电导率可达10—5 10—4S/cm， 强力变化不大，且具有良好的阻燃性、拒水性、抗菌性、抗静电和电磁屏蔽功能。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而 不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
实施例1
一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，首先将尼龙织物用20g/L的聚 苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，浸渍时间为10min，轧余率70%， 6CTC烘干；然后将 处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.1mol/L，过硫酸铵浓度为0.1mol/L，对甲苯磺酸浓度为 0.2mol/L的混合溶液，不停搅拌，反应20min后取出，充分洗涤后烘干；最后在lmol/L 的盐酸溶液中进行二次掺杂30min，洗涤烘干后即得聚苯胺/尼龙复合导电织物，其导电率 为1.7Xl(T5S/cm。
实施例2
一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，首先将尼龙织物用20g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，浸渍时间为10min，轧余率70%， 60。C烘干；然后将 处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.05mol/L，过硫酸铵浓度为0.05mol/L，对甲苯磺酸浓度为 0.2mol/L的混合溶液，不停搅拌，反应24min后取出，充分洗涤后烘干；最后在lmol/L 的甲苯磺酸溶液中进行二次惨杂30min，洗涤烘干后即得聚苯胺/尼龙复合导电织物，其导 电率为1.5X10—5S/cm。
实施例3
一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，首先将尼龙织物用20g/L的聚 苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，浸渍时间为10min，轧余率70%， 60。C烘干；然后将 处理过的尼龙织物浸入苯胺浓度为0.1mol/L，过硫酸铵浓度为0.1mol/L，对甲苯磺酸浓度 为0.3mol/L的混合溶液，不停搅拌，反应24min后取出，充分洗涤后烘干；最后在lmol/L 的盐酸溶液中进行二次掺杂30min，洗涤烘干后即得聚苯胺/尼龙复合导电织物，其导电率 为7X10-5S/cm。
实施例4
一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，首先将尼龙织物用20g/L的聚 苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，浸渍时间为10min，轧余率70%， 6(TC烘干；然后将 处理过的尼龙织物浸入苯胺浓度为0.1mol/L，过硫酸铵浓度为0.1mol/L，对甲苯磺酸浓度 为0.3mol/L的混合溶液，不停搅拌，反应24min后取出，充分洗涤后烘干；重复上述操作， 进行2次组装，最后在lmol/L的盐酸溶液中进行二次惨杂30min，洗涤烘干即得聚苯胺/ 尼龙复合导电织物，其导电率为1.2X1(T4S/Cm。
实施例5
一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，首先将尼龙织物用20g/L的聚 苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，浸渍时间为10min，轧余率70%， 6(TC烘干；然后将 处理过的尼龙织物浸入苯胺浓度为0.1mol/L，过硫酸铵浓度为0.1mol/L，对甲苯磺酸浓度 为0.3mol/L的混合溶液，不停搅拌，反应24min后取出，充分洗涤后烘干；重复上述操作 2次，进行3次组装，最后在lmol/L的盐酸溶液中进行二次掺杂30min，洗涤烘干即得聚 苯胺/尼龙复合导电织物，其导电率为1.3X10—4S/cm。
权利要求
1.一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，包括如下步骤(1)将尼龙织物用5～40g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液进行预处理(请提供浴比？轧染无浴比。)，二浸二轧，浸渍时间为5～15min，轧余率60％～90％，40～70℃烘干；(2)将上述尼龙织物浸入苯胺、过硫酸铵和掺杂酸的混合溶液，不停搅拌，反应15～40min后取出，充分洗涤后烘干；(3)重复步骤(1)及(2)n次(n≥1)，最后在[H+]＝1mol/L的酸溶液中进行二次掺杂，掺杂时间15～40min，洗涤烘干后即得聚苯胺/尼龙复合导电织物。
2. 根据权利要求l所述的一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，其特征 在于所述步骤(1)中的聚苯乙烯磺酸钠溶液的浓度为20g/L，平均分子量5000-60000。
3. 根据权利要求l所述的一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，其特征 在于所述步骤(2)中的苯胺、过硫酸铵和掺杂酸的混合溶液，苯胺和过硫酸铵的浓度 为0.05 0.15mol/L，掺杂酸的浓度为0.1 0.5mol/L,苯胺和过硫酸铵的摩尔比为1: 1。
4. 根据权利要求l所述的一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，其特征 在于所述步骤(2)中的掺杂酸为盐酸、硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸或十二 烷基苯磺酸，其浓度为0.1 0.3mol/L。
5. 根据权利要求l所述的一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，其特征 在于所述步骤(3)中的酸溶液为盐酸或硫酸。
全文摘要
本发明涉及一种层层自组装聚苯胺/尼龙复合导电织物的制备方法，包括如下步骤将尼龙织物用5～40g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液进行预处理，二浸二轧，于40～70℃烘干；然后将织物浸入苯胺、过硫酸铵和掺杂酸的混合溶液，不停搅拌，反应15～40min后取出，充分洗涤后烘干；重复上述操作n次(n≥1)，最后在[H⁺]＝1mol/L的酸溶液中进行二次掺杂，掺杂时间15～40min，洗涤烘干后即得聚苯胺/尼龙复合导电织物。本发明的制备方法结合染整常用的浸轧工艺，不仅缩短了反应时间，使聚苯胺快速进入尼龙纤维内部，提高了复合织物的电导率，而且成本较低，对环境的污染较小。
文档编号D06M15/21GK101613943SQ200910055040
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者刘红玉, 刘高峰, 阳 宋, 戎 李, 王建庆 申请人:东华大学