一种复合导电纤维及其制备方法与流程

文档序号:17859243发布日期:2019-06-11 22:45阅读:324来源:国知局

本发明涉及了功能性纤维的制备技术领域,具体的是一种复合导电纤维及其制备方法。



背景技术:

导电纤维(electroconductivefiber)是一种出现于20世纪60年代的新的纤维品种,一般,导电纤维的电导率大于10-7ω-1·cm-1。这类纤维具有良好的导电性和耐久性,尤其是在低湿度下仍具有良好的耐久性抗静电,因此,在工业、民用等领域有着很大的用途。

按导电成分划分导电纤维主要有4种:金属纤维、炭黑系纤维、导电型金属化合物纤维和导电高分子型纤维。

金属纤维导电性能好,耐热、耐化学腐蚀,但对于纺织品而言,金属纤维抱合力小,纺纱性能差,成品色泽受限制,多用于地毯和工作服面料,制成高细度纤维时价格昂贵。

碳黑系纤维是将碳黑与成纤物质混合后采用皮芯纺丝法制成的导电纤维,在保持纤维原有的力学性质以外,又获得了一定的导电性能,但是颜色单一,通常为黑色或灰黑色,在使用上受到了一定的限制。以粘胶、腈纶、沥青作为原丝,经碳化处理后的碳纤维,导电性能好,耐热,耐化学药品,但模量高,缺乏韧性,不耐弯折,无热收缩能力,适用范围有限。以普通纤维为基底,用涂层法在纤维表面涂上碳黑的纤维,碳黑易脱落,手感不好,且碳黑在纤维表面不易均匀分布。

导电型金属化合物纤维,以铜、银、镍和镉的硫化物、碘化物或氧化物为导电材料,以混合纺丝法、吸附法或化学反应法制成,牢度较好,其中铜、银化合物还具有一定的附加功能,如抗菌、除臭,但是银的成本偏高,而铜、镍和镉的硫化物和碘化物的导电纤维较碳黑系纤维差,电磁屏蔽性能一般,主要用于抗静电。

导电高分子型纤维中,由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子导电材料直接纺丝制成的有机导电纤维,纺丝困难,价格更高,也难在纺织品中广泛使用。

因此,如何在保持纤维自身的结构和性能不受破坏的前提下,提高纤维的导电性能,降低导电纤维的制备与加工成本,是本领域技术人员致力研究的问题。



技术实现要素:

为了克服现有技术中的缺陷,本发明实施例提供了一种复合导电纤维及其制备方法,其用于解决上述问题中的至少一种。

本申请实施例公开了:一种复合导电纤维的制备方法,包括以下步骤:

将丝素蛋白加入pbt纺丝溶液中进行共混纺丝,形成共混纤维;

将所述共混纤维浸泡在氯化铁溶液中10-60min;

将浸有氯化铁溶液的共混纤维置于含有吡咯单体的容器上进行氧化反应,使共混纤维的表面和内部生成聚吡咯。

具体的,所述共混纤维中,各组分及其质量百分比为,丝素蛋白:1.0-5.0%,pbt:

95.0%-99.0%。

具体的,所述氯化铁溶液的浓度为0.5-10%之间。

具体的,所述共混纤维与所述吡咯单体在-10~30℃之间的温度下进行氧化反应。

具体的,所述共混纤维与所述吡咯单体发生氧化反应的时间为12-36h之间。

本实施例还公开了一种复合导电纤维,包括共混纤维和生成于所述共混纤维的表面和内部的聚吡咯,所述共混纤维包括pbt和丝素蛋白,所述复合导电纤维采用如下方法制备:

将丝素蛋白加入pbt纺丝溶液中进行共混纺丝,形成共混纤维;

将所述共混纤维浸泡在氯化铁溶液中10-60min;

将浸有氯化铁溶液的共混纤维置于含有吡咯单体的容器上进行氧化反应,使共混纤维的表面和内部生成聚吡咯。

具体的,所述共混纤维中,各组分及其质量百分比为,丝素蛋白:1.0-5.0%,pbt:

95.0%-99.0%。

具体的,所述氯化铁溶液的浓度为0.5-10%之间。

具体的,所述共混纤维与所述吡咯单体在-10~30℃之间的温度下进行氧化反应。

具体的,所述共混纤维与所述吡咯单体发生氧化反应的时间为12-36h之间。

本发明的有益效果如下:

采用本实施例所述的方法制备复合导电纤维,具有导电处理过程简单,处理条件容易实现等优点,可以根据纤维的不同的导电性要求来进行温度和时间参数的选择,该方法对共混纤维自身的结构和性能不造成任何破坏,是一种制备具有导电功能的共混纤维的理想方法。本方法中,在pbt纺丝溶液中引入丝素蛋白,使得共混纤维的芯吸高度随时间的变化明显变大,提高了共混纤维的吸湿性。另外,丝素蛋白富含18种氨基酸,因此,采用本实施例所述的方法制备的复合导电纤维对人体友好,有利于人体健康。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,作详细说明如下。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中,所述的复合导电纤维的制备方法包括以下步骤:

将丝素蛋白加入pbt(polybutyleneterephthalate,聚对苯二甲酸丁二醇酯)纺织溶液中进行共混纺丝,形成共混纤维。具体的,所采用的丝素蛋白为纳米颗粒状,所形成的共混纤维中各组分及其质量百分比为,丝素蛋白:1.0-5.0%,pbt:95.0%-99.0%。

将所述共混纤维浸泡在浓度为0.5%-10%的氯化铁溶液中10-60min之间。

待共混纤维浸泡时间结束后,将浸有氯化铁溶液的共混纤维置于含有吡咯单体的容器上进行氧化反应,使共混纤维的表面和内部生成聚吡咯。具体来说,所述共混纤维与所述吡咯单体在-10~30℃之间的温度下进行氧化反应12-36h,进一步来说,共混纤维与吡咯单体的反应温度可选-10℃,10℃,20℃或30℃,反应时间可选12h,24h或36h,以获得不同导电性能的复合导电纤维。

本实施例所述的复合导电纤维,包括共混纤维和生成于所述共混纤维的表面和内部的聚吡咯,所述共混纤维包括pbt和丝素蛋白。所述复合导电纤维采用如本实施例所述的方法制备而成。

采用本实施例所述的方法制备复合导电纤维,具有导电处理过程简单,处理条件容易实现等优点,可以根据纤维的不同的导电性要求来进行温度和时间参数的选择,该方法对共混纤维自身的结构和性能不造成任何破坏,是一种制备具有导电功能的共混纤维的理想方法。本方法中,在pbt纺丝溶液中引入丝素蛋白,使得共混纤维的芯吸高度随时间的变化明显变大,提高了共混纤维的吸湿性。另外,丝素蛋白富含18种氨基酸,因此,采用本实施例所述的方法制备的复合导电纤维对人体友好,有利于人体健康。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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