本发明属于复合导电纤维制备领域，特别涉及一种硫化亚铜/PET复合导电纤维的制备方法。
背景技术：
近年来，随着计算机、电信、微波炉等的迅速发展和普及，人类生活工作环境中的电磁辐射日渐严重因而产生的电磁波干扰对电子仪器设备的正常工作及人类的生理健康带来了很多负面影响，为防止静电干扰和电磁波干扰，从20世纪中期至今，针对各种用途，已开发出各种抗静电和电磁屏蔽的材料。近几十年，研究的重点更多地转向了导电纤维，导电纤维的抗静电效果显著持久，且不受环境湿度的影响，导电层达一定厚度或导电成份达一定比例后，具有优良的电磁屏蔽功能，因此导电纤维的研制和应用越来越受到重视。导电纤维的制备方法有许多种，随着研究的不断深入，根据制得纤维的最终性能和制备工艺，人们逐步淘汰了一些落后的制备方法。目前，制备到抗静电纤维的方法主要有三种：一是在纤维等纺织品表面用物理或化学方法使纤维表面形成金属镀层，这种方法由于形成的金属镀层往往使纤维的手感变得粗硬，难以进行纺织加工，且生产设备投资大，效率低，生产成本高；二是用化学方法在纤维表面形成半导体薄层，化学方法工艺较简单，对纤维的物理机械性能影响不大，导电性较好，但导电耐久性较差；三是把导电微粒混入纺丝熔体中，通过复合纺丝制成皮芯结构或海岛结构的导电纤维，用这种方法制得的纤维导电耐久性优良，且因加入导电粒子较少，不损害纤维的物理性能，因而受到广泛关注。但是，采用这种工艺制备抗静电纤维时，通常所使用的导电粒子尺寸多为µm级，并不具有纳米材料的特性，而且在成型加工过程中，往往会加重设备的损耗，不利于降低生产成本。因此，开发成本低、性能优良的导电纤维就显得尤为重要。聚酯纤维具有较高强度、高的初始模量、耐摩擦等优异特性，在服装、毛毯等很多领域有着广泛的应用。但是聚酯纤维疏水性强，容易产生静电，会造成服装相互缠绕、吸尘，影响穿着，而且静电积聚到一定程度就会放电，在特定场合又会引起爆炸和火灾等放电灾难。因此为了克服聚酯纤维的强静电性质，在某些应用方面就有必要对聚酯纤维进行改性，使其具有抗静电性能。金属硫化物在光学、光电化学、催化、环保等方面都具有特殊的性能。它们具有良好的化学和热稳定性，是一种良好的光电材料。利用金属硫化物的特性来生产导电纤维的方法在目前应用最多是纤维表面化学反应法，这种方法主要通过化学处理，即通过反应液的浸渍，在纤维表面产生吸附，然后通过化学反应使金属硫化物覆盖在纤维表面。此方法优点在于工艺简单、成本较低，而且对纤维的强度、柔软性、滑爽性等损伤较少。在20世纪80年代，日本就研制成这类导电纤维。有人还专门对导电成分及导电机理进行了研究，如日本研制的表面覆盖铜的硫化物的导电腈纶，是先将腈纶在含铜离子溶液中处理，然后在还原剂中处理，纤维上的Cu2+变成Cu+与-CN络合，进一步形成铜的硫化物的导电性物质。由于这些导电物质在纤维结构上形成了网络，故导电性能很好。国内专利87104625.3、201510188325.1、200810084225.4等都是采用这种方法生产导电纤维的。由于聚丙烯腈纤维上的氰基能与铜离子产生络合，使纤维具有导电性。但是涤纶由于内部分子排列紧密，分子间缺少亲水结构，因此回潮率很小，吸湿性能差，抗静电性不好。同时，由于涤纶纤维表面缺乏可以与铜离子产生络合的基团，所以无法直接采用纤维表面化学反应法制备涤纶导电纤维。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决用化学方法制备涤纶导电纤维的技术难题，提供了一种硫化亚铜/PET复合导电纤维的制备方法。本发明采用以下技术方案，具体步骤如下：一种硫化亚铜/PET复合导电纤维的制备方法，制备所述硫化亚铜/涤纶复合导电纤维的步骤如下：（1）将硫酸铜、乙二胺四乙酸钠溶解在水中，形成透明溶液后加入冰醋酸，调节pH至1～3，得到a溶液；（2）将硫代硫酸钠溶解在水中得到b溶液，硫代硫酸钠的质量浓度为0.5%～5%；（3）将PET粉末浸入到质量浓度为5%～30%的乙二胺溶液中，于20℃～60℃反应0.5～3小时，反应完毕后，用水充分漂洗以去除未反应的乙二胺，将粉末干燥后得到胺化的PET粉末；（4）将步骤（3）中胺化的PET粉末浸入到a溶液中，在20℃～60℃浸泡5～30分钟后，加入b溶液，升温至75℃～90℃反应5～60分钟，将产物过滤、烘干后得到复合硫化亚铜/PET粉末；（5）将步骤（4）中的复合硫化亚铜/PET粉末进行真空干燥后混合均匀，按照常规熔融纺丝方法进行纺丝、牵伸，即得硫化亚铜/PET导电纤维。所述步骤（1）中硫酸铜的质量浓度为1%～5%，乙二胺四乙酸质量浓度为0.5%～2%。所述步骤（3）中溶解乙二胺的溶剂为水、乙醇、乙二醇、正丙醇中的一种，PET粉末与乙二胺溶液的质量比为1：10～1：50。所述步骤（4）中PET粉末与a溶液的质量比为1：5～1：20，a溶液与b溶液的质量比为1：1～1：5。所述步骤（5）常规熔融纺丝方法：牵伸温度70℃～120℃，牵伸倍数为1.5～4倍，纺丝温度270℃～300℃，纺丝速度为200m/min～1000m/min。所述步骤（3）中PET粉末为PET纺丝颗粒粉碎得到，分子量为20000左右，PET粉末粒径为0.1～5μm。本发明的有益效果在于：（1）本发明以胺解的聚酯粉末为基体，在水溶液中加入硫化亚铜纳米粒子的先驱体进行化学反应，使纳米硫化亚铜在胺化的聚酯粉表面原位生成，得到硫化亚铜/聚酯复合材料，然后将复合材料进行熔融纺丝得到导电纤维。胺解反应使PET粉末表面引入自由的胺基，自由的胺基可以与纳米硫化亚铜中的铜离子相配位形成络合物，这使得聚酯与纳米粒子之间存在强烈的相互作用，这种强烈的相互作用使纳米硫化亚铜在加工过程中在聚酯基体中均匀分散，形成有效的导电网络。（2）本发明制备的导电纤维的技术使导电网络在纤维的内部形成，不会在使用的过程中产生导电层的脱落，亦不受使用环境的影响，导电功能具有持久性。具体实施方式实施例1将硫酸铜400克、乙二胺四乙酸钠80克溶解在9520克水中，形成透明溶液后加入冰醋酸，调节pH至1，制得a溶液。将硫代硫酸钠400克溶解在8800克水中得到b溶液。将600克PET粉末浸入15000克质量浓度为10%的乙二胺/正丙醇溶液中，在60℃反应0.5小时，反应完毕后，用水充分漂洗以去除未反应的乙二胺，将粉末干燥后得到胺化的PET粉末。聚酯粉末500克浸入到5000克a溶液中，在40℃浸泡10分钟后，加入5...