本发明涉及一种防静电导电纤维材料的制备方法，属于导电纤维制备技术领域。
背景技术：
现代防静电工作服面料中普遍使用了导电纤维，导电纤维的抗静电机理是使导电纤维之间产生电晕放电。电晕放电是一种很缓和的放电形式，当静电压达到一定的数值后，即产生无火花的电晕放电使静电消除。这种现象通常认为是织物中的导电纤维，在静电场的作用下，使周围的空气产生电离作用而形成正负离子，正负离子中的一种与织物所带静电荷相反而中和，另一种则与环境或大地中和，从而消除了静电。用导电纤维制作的无尘、无菌衣在精密仪器、机械零件、电子
工业、胶片、食品、药品、化妆品、医院、计算机房中起到防尘、防菌、防设备损坏、防计测失灵、防噪声等效果。此外，利用导电纤维对电磁波的屏蔽性，可用作电磁波屏蔽罩和电磁波吸收罩以及特殊要求的房屋贴墙布，还可制作用于从
事雷达、通讯、电视转播、医疗等工作人员的有效防微波工作服。用导电纤维制成防爆工作服，在石油精练、油轮、汽油加油站、煤矿等领域起到防引火爆炸的作用。导电纤维的制造方法有混纺法，即将金属纤维与普通纤维混纺；掺杂法，即将导电性物质与普通成纤物质掺杂在一起纺丝，得到导电纤维；直接纺丝法，即用导电性高分子进行直接纺丝；后处理法，主要是在普通纤维表面进行化学反应，使导电性高分子吸附在纤维表面，使普通纤维具有导电性能。导电纤维就是利用导电成分赋予纤维导电的性能，这里所用的导电成分即导电填料，多是直接在纤维表面涂上碳黑或其他金属导电浆，存在碳黑及金属导电浆在纤维表面易脱落，不易均匀分布导致防静电耐久性差。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见的防静电导电纤维填料多是直接在纤维表面涂上碳黑或其他金属导电浆，存在碳黑及金属导电浆在纤维表面易脱落，不易均匀分布导致防静电耐久性差的弊端，提供了一种将富含蛋白质的豆丹人工处理后酶解制得多肽类螯合剂，将聚丙烯腈纤维碳化后和曲霉、葡萄皮混合发酵、微腐处理，再和金属盐溶液共混，发酵还原后即得导电纤维的方法。本发明首先将碳化纤维发酵微腐处理使其表面形成均匀的孔洞，再将其浸入豆丹多肽螯合剂中浸渍，使螯合剂充分浸入纤维孔洞中，利用多肽螯合金属镍形成金属螯合物紧密吸附在纤维孔洞中，再通过富含维生素C的猕猴桃汁和肽酶将络合物中的多肽酶解，使镍离子得到释放吸附在纤维上，最后用强还原性的硫代硫酸钠和维生素C共同作用，将镍离子还原成单质，紧密的生长在碳化纤维表面和孔洞中，得到长效导电纤维，本发明制得的导电纤维填料导电性好，导电持久性长，具有极佳的抗静电效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）挑选50～60只个体重量10～20g的豆丹，人工切除头部，挤压去除其内脏得到豆丹皮囊，按质量比为1:1，将豆丹皮囊和质量分数为0.7～0.9%氯化钠溶液混合后，装入酶解罐中作为酶解底物；
（2）向酶解罐中加入上述酶解底物总质量1～3%的中性蛋白酶和酶解底物总质量0.5～0.8%的脂肪酶，用搅拌棒搅拌均匀后，在25～35℃下，保温酶解5～7h后，过滤，将滤液放入高温灭菌箱中，在80～90℃下灭菌灭酶5～8min，得到生物螯合剂，备用；
（3）称取1～2kg聚丙烯腈纤维放入炭化炉中，向炉中通入氮气作为保护气，以5～8℃/min速率程序升温至270～350℃，保温炭化1～2h，得到碳化纤维，将碳化纤维和葡萄皮按质量比为1:1混合均匀，得到混合物，将混合物装入发酵罐，再按接种量为12%向混合物中接入曲霉，自然发酵微腐处理7～9天；
（4）将微腐处理后的碳化纤维和备用的生物螯合剂按质量比为1:5进行混合后，用超声振荡仪以200～300W功率振荡浸渍12～24h，过滤分离得到滤渣，按质量比为1:10，将滤渣加入到装有质量分数为15～20%硝酸镍溶液的三口烧瓶中，用磁力搅拌器以200～300r/min转速搅拌反应30～40min；
（5）待上述反应结束后，将反应液用卧式离心机以2000～3000r/min转速离心处理15～20min，分离得到沉淀物；
（6）将上述得到的沉淀物和猕猴桃汁按质量比为1:1混合后，放入锥形瓶中，再加入沉淀物总质量5%的肽酶，常温下酶解4～6h后，再向发酵罐中加入猕猴桃汁等体积的质量分数为15%硫代硫酸钠溶液，摇床振荡反应1～2h，过滤分离得到滤渣，将其放入烘箱，在105～110℃下干燥2～3h后，即得防静电导电纤维材料。
本发明制得的防静电导电纤维材料电导率为4.6×10-4～2.8×10-2S/cm，体积比电阻为10.2～20.8Ω·cm，断裂强度为5.85～6.45cN/dtex，断裂伸长率为16.24～28.14%。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备步骤简单，导电纤维填料在纤维表面无脱落现象发生，分布均匀；
（2）本发明制得的导电纤维导电性好，导电持久性长，具有极佳的抗静电效果，导电耐久性提高了29.5～31.2%。
具体实施方式
首先挑选50～60只个体重量10～20g的豆丹，人工切除头部，挤压去除其内脏得到豆丹皮囊，按质量比为1:1，将豆丹皮囊和质量分数为0.7～0.9%氯化钠溶液混合后，装入酶解罐中作为酶解底物；向酶解罐中加入上述酶解底物总质量1～3%的中性蛋白酶和酶解底物总质量0.5～0.8%的脂肪酶，用搅拌棒搅拌均匀后，在25～35℃下，保温酶解5～7h后，过滤，将滤液放入高温灭菌箱中，在80～90℃下灭菌灭酶5～8min，得到生物螯合剂，备用；然后称取1～2kg聚丙烯腈纤维放入炭化炉中，向炉中通入氮气作为保护气，以5～8℃/min速率程序升温至270～350℃，保温炭化1～2h，得到碳化纤维，将碳化纤维和葡萄皮按质量比为1:1混合均匀，得到混合物，将混合物装入发酵罐，再按接种量为12%向混合物中接入曲霉，自然发酵微腐处理7～9天；再将微腐处理后的碳化纤维和备用的生物螯合剂按质量比为1:5进行混合后，用超声振荡仪以200～300W功率振荡浸渍12～24h，过滤分离得到滤渣，按质量比为1:10，将滤渣加入到装有质量分数为15～20%硝酸镍溶液的三口烧瓶中，用磁力搅拌器以200～300r/min转速搅拌反应30～40min；待上述反应结束后，将反应液用卧式离心机以2000～3000r/min转速离心处理15～20min，分离得到沉淀物；最后将上述得到的沉淀物和猕猴桃汁按质量比为1:1混合后，放入锥形瓶中，再加入沉淀物总质量5%的肽酶，常温下酶解4～6h后，再向发酵罐中加入猕猴桃汁等体积的质量分数为15%硫代硫酸钠溶液，摇床振荡反应1～2h，过滤分离得到滤渣，将其放入烘箱，在105～110℃下干燥2～3h后，即得防静电导电纤维材料。
实例1
首先挑选50只个体重量10g的豆丹，人工切除头部，挤压去除其内脏得到豆丹皮囊，按质量比为1:1，将豆丹皮囊和质量分数为0.7%氯化钠溶液混合后，装入酶解罐中作为酶解底物；向酶解罐中加入上述酶解底物总质量1%的中性蛋白酶和酶解底物总质量0.5%的脂肪酶，用搅拌棒搅拌均匀后，在25℃下，保温酶解5h后，过滤，将滤液放入高温灭菌箱中，在80℃下灭菌灭酶5min，得到生物螯合剂，备用；然后称取1kg聚丙烯腈纤维放入炭化炉中，向炉中通入氮气作为保护气，以5℃/min速率程序升温至270℃，保温炭化1h，得到碳化纤维，将碳化纤维和葡萄皮按质量比为1:1混合均匀，得到混合物，将混合物装入发酵罐，再按接种量为12%向混合物中接入曲霉，自然发酵微腐处理7天；再将微腐处理后的碳化纤维和备用的生物螯合剂按质量比为1:5进行混合后，用超声振荡仪以200W功率振荡浸渍12h，过滤分离得到滤渣，按质量比为1:10，将滤渣加入到装有质量分数为15%硝酸镍溶液的三口烧瓶中，用磁力搅拌器以200r/min转速搅拌反应30min；待上述反应结束后，将反应液用卧式离心机以2000r/min转速离心处理15min，分离得到沉淀物；最后将上述得到的沉淀物和猕猴桃汁按质量比为1:1混合后，放入锥形瓶中，再加入沉淀物总质量5%的肽酶，常温下酶解4h后，再向发酵罐中加入猕猴桃汁等体积的质量分数为15%硫代硫酸钠溶液，摇床振荡反应1h，过滤分离得到滤渣，将其放入烘箱，在105℃下干燥2h后，即得防静电导电纤维材料。本发明制备步骤简单，导电纤维填料在纤维表面无脱落现象发生，分布均匀；导电纤维导电性好，导电持久性长，具有极佳的抗静电效果，导电耐久性提高了29.5%；制得的防静电导电纤维材料电导率为4.6×10-4S/cm，体积比电阻为10.2Ω·cm，断裂强度为5.85cN/dtex，断裂伸长率为16.24%。
实例2
首先挑选55只个体重量15g的豆丹，人工切除头部，挤压去除其内脏得到豆丹皮囊，按质量比为1:1，将豆丹皮囊和质量分数为0.8%氯化钠溶液混合后，装入酶解罐中作为酶解底物；向酶解罐中加入上述酶解底物总质量2%的中性蛋白酶和酶解底物总质量0.7%的脂肪酶，用搅拌棒搅拌均匀后，在30℃下，保温酶解6h后，过滤，将滤液放入高温灭菌箱中，在85℃下灭菌灭酶7min，得到生物螯合剂，备用；然后称取2kg聚丙烯腈纤维放入炭化炉中，向炉中通入氮气作为保护气，以7℃/min速率程序升温至310℃，保温炭化2h，得到碳化纤维，将碳化纤维和葡萄皮按质量比为1:1混合均匀，得到混合物，将混合物装入发酵罐，再按接种量为12%向混合物中接入曲霉，自然发酵微腐处理8天；再将微腐处理后的碳化纤维和备用的生物螯合剂按质量比为1:5进行混合后，用超声振荡仪以250W功率振荡浸渍18h，过滤分离得到滤渣，按质量比为1:10，将滤渣加入到装有质量分数为18%硝酸镍溶液的三口烧瓶中，用磁力搅拌器以250r/min转速搅拌反应35min；待上述反应结束后，将反应液用卧式离心机以2500r/min转速离心处理18min，分离得到沉淀物；最后将上述得到的沉淀物和猕猴桃汁按质量比为1:1混合后，放入锥形瓶中，再加入沉淀物总质量5%的肽酶，常温下酶解5h后，再向发酵罐中加入猕猴桃汁等体积的质量分数为15%硫代硫酸钠溶液，摇床振荡反应2h，过滤分离得到滤渣，将其放入烘箱，在108℃下干燥3h后，即得防静电导电纤维材料。本发明制备步骤简单，导电纤维填料在纤维表面无脱落现象发生，分布均匀；导电纤维导电性好，导电持久性长，具有极佳的抗静电效果，导电耐久性提高了30.6%；制得的防静电导电纤维材料电导率为3.4×10-3S/cm，体积比电阻为15.5Ω·cm，断裂强度为6.25cN/dtex，断裂伸长率为22.29%。
实例3
首先挑选60只个体重量20g的豆丹，人工切除头部，挤压去除其内脏得到豆丹皮囊，按质量比为1:1，将豆丹皮囊和质量分数为0.9%氯化钠溶液混合后，装入酶解罐中作为酶解底物；向酶解罐中加入上述酶解底物总质量3%的中性蛋白酶和酶解底物总质量0.8%的脂肪酶，用搅拌棒搅拌均匀后，在35℃下，保温酶解7h后，过滤，将滤液放入高温灭菌箱中，在90℃下灭菌灭酶8min，得到生物螯合剂，备用；然后称取2kg聚丙烯腈纤维放入炭化炉中，向炉中通入氮气作为保护气，以8℃/min速率程序升温至350℃，保温炭化2h，得到碳化纤维，将碳化纤维和葡萄皮按质量比为1:1混合均匀，得到混合物，将混合物装入发酵罐，再按接种量为12%向混合物中接入曲霉，自然发酵微腐处理9天；再将微腐处理后的碳化纤维和备用的生物螯合剂按质量比为1:5进行混合后，用超声振荡仪以300W功率振荡浸渍24h，过滤分离得到滤渣，按质量比为1:10，将滤渣加入到装有质量分数为20%硝酸镍溶液的三口烧瓶中，用磁力搅拌器以300r/min转速搅拌反应40min；待上述反应结束后，将反应液用卧式离心机以3000r/min转速离心处理20min，分离得到沉淀物；最后将上述得到的沉淀物和猕猴桃汁按质量比为1:1混合后，放入锥形瓶中，再加入沉淀物总质量5%的肽酶，常温下酶解6h后，再向发酵罐中加入猕猴桃汁等体积的质量分数为15%硫代硫酸钠溶液，摇床振荡反应2h，过滤分离得到滤渣，将其放入烘箱，在108℃下干燥3h后，即得防静电导电纤维材料。本发明制备步骤简单，导电纤维填料在纤维表面无脱落现象发生，分布均匀；导电纤维导电性好，导电持久性长，具有极佳的抗静电效果，导电耐久性提高了31.2%；制得的防静电导电纤维材料电导率为2.8×10-2S/cm，体积比电阻为20.8Ω·cm，断裂强度为6.45cN/dtex，断裂伸长率为28.14%。