1.本发明属于聚乙烯纤维技术领域，具体是涉及一种导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。
背景技术：
2.uhmwpe纤维极易在加工和使用过程中积累静电，带来各种不便甚至产生各种问题，而且在防静电、电磁屏蔽、电器工程以及其他一些领域内的应用受到很大限制。近来随着应用范围的扩大及潜在应用的不断挖掘，市场对uhmwpe纤维提出了导电的要求。
3.使纤维进行导电化是一项重要的研究工作，目前利用高分子导电材料制备导电纤维的方法主要有两种：一为采用高分子材料直接进行纺丝，一般采用湿法纺丝，以聚苯胺为例，将聚苯胺溶于特定的溶剂中配成浓溶液，在一定的凝固浴中拉伸成形；另外则可采用后处理法赋予普通纤维导电性能，如苯胺在纤维表面的聚合或通过涂覆法将聚苯胺溶液涂覆于纤维表面，使纤维表面形成一层聚苯胺导电层。
4.超高分子量聚乙烯/聚苯胺导电纤维制备及性能研究，洪剑寒，苏州大学博士学位论文，公开了一种超高分子量聚乙烯/聚苯胺导电纤维，其先将超高分子量聚乙烯进行等离子体预处理，然后和苯胺单体混合，以过硫酸铵为氧化剂，盐酸为掺杂酸进行原位聚合，得到。但是其电导率只能到0.2s/cm，导电能力并不十分突出。
技术实现要素：
5.本发明要解决的技术问题是提供一种导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，有效提高其导电性能。
6.本发明的内容包括一种导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤，
7.将超高分子量聚乙烯纤维进行超声清洗，然后对清洗完后的超高分子量聚乙烯纤维进行等离子体(氧气等离子体)预处理，然后将预处理后的超高分子量聚乙烯纤维和苯胺单体混合，挤压或剥离，得到吸附有苯胺单体的超高分子量聚乙烯纤维；然后将吸附有苯胺单体的超高分子量聚乙烯纤维至于反应溶液中，反应后，取出，清洗，干燥，得到导电超高分子量聚乙烯纤维；所述反应溶液为甲醛溶液、表面活性剂溶液、过硫酸盐溶液和无机酸溶液的混合物，甲醛溶液、表面活性剂溶液、过硫酸盐溶液和无机酸溶液的重量比为0.4-0.5：0.7-0.8:1-1.1:0.4-0.5，甲醛溶液的重量浓度为10-13％，表面活性剂溶液的重量浓度为10-13％，过硫酸盐溶液的浓度为14-16g/l，无机酸溶液的浓度为0.5-0.7mol/l。
8.优选的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，过硫酸盐为过硫酸胺，无机酸为盐酸。
9.优选的，甲醛溶液、十二烷基硫酸钠溶液、过硫酸盐溶液和盐酸溶液的重量比为0.5：0.8:1:0.4，甲醛溶液的重量浓度为12％，十二烷基硫酸钠溶液的重量浓度为12％，过硫酸胺溶液的浓度为15g/l，盐酸溶液的重量浓度为0.6mol/l。
10.优选的，超高分子量聚乙烯纤维进行超声清洗的功率为800-1000w，温度为45-55
℃，清洗液为烷基磺酸钠或脂肪醇醚硫酸钠溶液(如十二烷基磺酸钠)，清洗液的浓度为1-3％。
11.优选的，等离子体预处理的反应功率为300-500w，压强为30-35pa。
12.优选的，超高分子量聚乙烯纤维和苯胺单体的重量比为1:0.9-1.1。
13.优选的，苯胺单体的温度为30-40℃。
14.优选的，苯胺单体和反应溶液的重量体积比为1g：90-100ml。
15.优选的，反应时，控制反应溶液以20-30r/min的速度离心振荡。
16.优选的，用去离子水清洗，自然晾干，得到导电超高分子量聚乙烯纤维。
17.本发明的有益效果是，本发明在反应溶液中添加了甲醛和十二烷基硫酸钠，有效的提高了超高分子量聚乙烯纤维的电导率，其电导率可以达到2s/cm。
具体实施方式
18.实施例1
19.一种导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
20.1.将超高分子量聚乙烯纤维放置在超声波清洗机内进行清洗1.5分钟，超声功率在900w，清洗温度50℃，清洗液为十二烷基硫酸钠溶液，清洗液的浓度为2％；
21.2.将经超声洗涤洗净的超高分子量聚乙烯纤维进行干燥，然后放置于等离子处理仪真空反应室内，纤维尽量分散并且平铺于电极两端，之后启动真空泵和高频电源进行处理；其压强为30pa，反应功率为400w，处理时间为12分钟。
22.3.将经等离子预处理的超高分子量聚乙烯纤维置于苯胺单体中1h，温度控制在35℃，取出后进行挤压或者剥离等处理，控制纤维与苯胺单体质量比在1:1。
23.4.将甲醛溶液、十二烷基硫酸钠溶液、过硫酸铵溶液和盐酸溶液按照质量比0.5：0.8：1：0.4配置成反应液(甲醛溶液浓度为12％、十二烷基硫酸钠溶液的浓度为12％、过硫酸铵浓度为15g/l、盐酸浓度0.6mol/l)，将吸附有苯胺单体的纤维置于反应液中，苯胺单体与反应液的质量体积比为1g:100ml，反应釜温度为20℃，并以25r/min速度振荡。反应1.5h后取出纤维，用去离子水洗涤数次至洗涤液清澈透明，将制得纤维自然晾干即可得到导电超高分子量聚乙烯纤维。
24.测量导电超高分子量聚乙烯纤维的电导率为2.1s/cm。
25.对比例1
26.对比例1和实施例1的区别在于反应溶液中仅仅含有过硫酸铵溶液和盐酸溶液，过硫酸铵溶液和盐酸溶液的重量比为1：0.4(过硫酸铵溶液浓度为15g/l、盐酸溶液浓度0.6mol/l)，其他同实施例1。
27.测量导电超高分子量聚乙烯纤维的电导率为0.2s/cm。
28.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
29.本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有
这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
技术特征：
1.一种导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，包括如下步骤，将超高分子量聚乙烯纤维进行超声清洗，然后对清洗完后的超高分子量聚乙烯纤维进行等离子体预处理，然后将预处理后的超高分子量聚乙烯纤维和苯胺单体混合，挤压或剥离，得到吸附有苯胺单体的超高分子量聚乙烯纤维；然后将吸附有苯胺单体的超高分子量聚乙烯纤维至于反应溶液中，反应后，取出，清洗，干燥，得到导电超高分子量聚乙烯纤维；所述反应溶液为甲醛溶液、表面活性剂溶液、过硫酸盐溶液和无机酸溶液的混合物，甲醛溶液、表面活性剂溶液、过硫酸盐溶液和无机酸溶液的重量比为0.4-0.5：0.7-0.8:1-1.1:0.4-0.5，甲醛溶液的重量浓度为10-13％，表面活性剂溶液的重量浓度为10-13％，过硫酸盐溶液的浓度为14-16g/l，无机酸溶液的浓度为0.5-0.7mol/l。2.如权利要求1所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，过硫酸盐为过硫酸胺，无机酸为盐酸。3.如权利要求2所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，甲醛溶液、十二烷基硫酸钠溶液、过硫酸盐溶液和盐酸溶液的重量比为0.5：0.8:1:0.4，甲醛溶液的重量浓度为12％，十二烷基硫酸钠溶液的重量浓度为12％，过硫酸胺溶液的浓度为15g/l，盐酸溶液的重量浓度为0.6mol/l。4.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，超高分子量聚乙烯纤维进行超声清洗的功率为800-1000w，温度为45-55℃，清洗液为烷基磺酸钠或脂肪醇醚硫酸钠溶液，清洗液的浓度为1-3％。5.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，等离子体预处理的反应功率为300-500w，压强为30-35pa。6.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，超高分子量聚乙烯纤维和苯胺单体的重量比为1:0.9-1.1。7.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，苯胺单体的温度为30-40℃。8.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，苯胺单体和反应溶液的重量体积比为1g：90-100ml。9.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，反应时，控制反应溶液以20-30r/min的速度离心振荡。10.如权利要求1-3任一项所述的导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征是，用去离子水清洗，自然晾干，得到导电超高分子量聚乙烯纤维。
技术总结
本发明属于聚乙烯纤维技术领域，具体是涉及一种导电超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤，将超高分子量聚乙烯纤维进行超声清洗，然后对清洗完后的超高分子量聚乙烯纤维进行等离子体预处理，然后将预处理后的超高分子量聚乙烯纤维和苯胺单体混合，挤压或剥离，得到吸附有苯胺单体的超高分子量聚乙烯纤维；然后将吸附有苯胺单体的超高分子量聚乙烯纤维至于反应溶液中，反应后，取出，清洗，干燥，得到导电超高分子量聚乙烯纤维；所述反应溶液为甲醛溶液、表面活性剂溶液、过硫酸盐溶液和无机酸溶液的混合物；本发明有效提高其导电性能。能。
技术研发人员：杨恒 高波 吴传清 林明清
受保护的技术使用者：湖南中泰特种装备有限责任公司
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/3/3