CN108193314A - 一种聚吡咯导电纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚吡咯导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：油酸2‑4、钼酸铵1‑2、氨丙基三乙氧基硅烷0.7‑1、***单体20‑30、过氧化二苯甲酰0.7‑1、2,6‑二叔丁基对甲酚0.6‑1、硫酸钡粉4‑6、聚丙烯腈70‑80、异丙醇5‑7。本发明的***单体在氨基醇溶液中聚合，将得到的氨基聚吡咯溶液与油酸化的填料共混，通过氨基与油酸的反应，实现聚吡咯、填料的有效相容，从而提高了成品材料的力学稳定性和导电稳定性。

Description

一种聚吡咯导电纤维
技术领域
本发明属于纤维领域，具体涉及一种聚吡咯导电纤维。
背景技术
聚吡咯是常见黑色、不溶、不熔、导电的聚合物，聚吡咯通常通过吡咯单体氧化聚合得到，电化学阳极氧化吡咯也是制备聚吡咯的有效手段；聚吡咯可用于生物、离子检测、超电容及防静电材料及光电化学电池的修饰电极、蓄电池的电极材料。此外，还可以作为电磁屏蔽材料和气体分离膜材料，用于电解电容、电催化、导电聚合物复合材料等，应用范围很广，自从被发现以来一直受到人们的关注；
然而导电聚吡咯材料的稳定性和力学性能差，为了改善和提高聚吡咯的性能，大量研究者将目光集中在聚吡咯与其他材料的复合上，近年来与碳纳米管等碳材料的复合广泛展开，研究结果表明与碳纳米管的复合能够大幅度的改善超级电容器的性能，然而碳纳米管有成本高、比电容低等缺点，因此如何提高聚吡咯的稳定性强度和力学性能是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚吡咯导电纤维。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚吡咯导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：
油酸2-4、钼酸铵1-2、氨丙基三乙氧基硅烷0.7-1、***单体20-30、过氧化二苯甲酰0.7-1、2,6-二叔丁基对甲酚0.6-1、硫酸钡粉4-6、聚丙烯腈70-80、异丙醇5-7。
所述的一种聚吡咯导电纤维，所述的***单体是由下述重量份的原料组成的：
1H-1,2,3-三氮唑1-2、吡咯35-40、二异丙基乙醇胺1-2；
所述的***单体的制备方法，包括以下步骤：
取二异丙基乙醇胺，加入到其重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入1H-1,2,3-三氮唑，升高温度为50-60℃，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为100-105℃，保温搅拌至水干，出料冷却，得所述***单体。
一种聚吡咯导电纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2,6-二叔丁基对甲酚，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为50-60℃，保温搅拌20-30分钟，得氨基醇溶液；
(2)取过氧化二苯甲酰，加入到异丙醇中，搅拌均匀；
(3)取***单体，加入到上述氨基醇溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入上述过氧化二苯甲酰的异丙醇溶液，保温搅拌4-5小时，出料，得氨基聚吡咯溶液；
(4)取硫酸钡粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量3-5倍的去离子水中，加入油酸，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，得油酸化溶液；
(5)取上述氨基聚吡咯溶液、油酸化溶液混合，在70-75℃下保温搅拌2-3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得填料改性聚吡咯；
(6)取填料改性聚吡咯，与聚丙烯腈及其各原料混合，搅拌均匀，加入到混合料重量30-40倍的二甲基甲酰胺中，熔融纺丝，即得。
本发明的优点：
本发明以1H-1,2,3-三氮唑为掺杂剂，以二异丙基乙醇胺的水溶液为反应溶剂，对吡咯单体进行掺杂改性，其可以有效的提高成品聚吡咯的导电稳定性，本发明的***单体在氨基醇溶液中聚合，将得到的氨基聚吡咯溶液与油酸化的填料共混，通过氨基与油酸的反应，实现聚吡咯、填料的有效相容，从而提高了成品材料的力学稳定性和导电稳定性。
具体实施方式
实施例1
一种聚吡咯导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：
油酸4、钼酸铵2、氨丙基三乙氧基硅烷1、***单体30、过氧化二苯甲酰1、2,6-二叔丁基对甲酚1、硫酸钡粉6、聚丙烯腈80、异丙醇7。
所述的一种聚吡咯导电纤维，所述的***单体是由下述重量份的原料组成的：
1H-1,2,3-三氮唑2、吡咯40、二异丙基乙醇胺2；
所述的***单体的制备方法，包括以下步骤：
取二异丙基乙醇胺，加入到其重量14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入1H-1,2,3-三氮唑，升高温度为60℃，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为105℃，保温搅拌至水干，出料冷却，得所述***单体。
一种聚吡咯导电纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2,6-二叔丁基对甲酚，加入到其重量14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为60℃，保温搅拌30分钟，得氨基醇溶液；
(2)取过氧化二苯甲酰，加入到异丙醇中，搅拌均匀；
(3)取***单体，加入到上述氨基醇溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入上述过氧化二苯甲酰的异丙醇溶液，保温搅拌5小时，出料，得氨基聚吡咯溶液；
(4)取硫酸钡粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量5倍的去离子水中，加入油酸，在65℃下保温搅拌2小时，得油酸化溶液；
(5)取上述氨基聚吡咯溶液、油酸化溶液混合，在75℃下保温搅拌3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得填料改性聚吡咯；
(6)取填料改性聚吡咯，与聚丙烯腈及其各原料混合，搅拌均匀，加入到混合料重量40倍的二甲基甲酰胺中，熔融纺丝，即得。
实施例2
一种聚吡咯导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：
油酸2、钼酸铵1、氨丙基三乙氧基硅烷0.7、***单体20、过氧化二苯甲酰0.7、2,6-二叔丁基对甲酚0.6、硫酸钡粉4、聚丙烯腈70、异丙醇5。
所述的一种聚吡咯导电纤维，所述的***单体是由下述重量份的原料组成的：
1H-1,2,3-三氮唑1、吡咯35、二异丙基乙醇胺1；
所述的***单体的制备方法，包括以下步骤：
取二异丙基乙醇胺，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入1H-1,2,3-三氮唑，升高温度为50℃，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为100℃，保温搅拌至水干，出料冷却，得所述***单体。
一种聚吡咯导电纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2,6-二叔丁基对甲酚，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为50℃，保温搅拌20分钟，得氨基醇溶液；
(2)取过氧化二苯甲酰，加入到异丙醇中，搅拌均匀；
(3)取***单体，加入到上述氨基醇溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述过氧化二苯甲酰的异丙醇溶液，保温搅拌4小时，出料，得氨基聚吡咯溶液；
(4)取硫酸钡粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量3倍的去离子水中，加入油酸，在60℃下保温搅拌1小时，得油酸化溶液；
(5)取上述氨基聚吡咯溶液、油酸化溶液混合，在70℃下保温搅拌2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得填料改性聚吡咯；
(6)取填料改性聚吡咯，与聚丙烯腈及其各原料混合，搅拌均匀，加入到混合料重量30倍的二甲基甲酰胺中，熔融纺丝，即得。
性能测试：
本发明实施例1的聚吡咯导电纤维：
进行充放电测试，在0.2A/g充放电条件下的比电容为230.4F/g；拉伸强度为117.2MPa；
本发明实施例2的聚吡咯导电纤维：
进行充放电测试，在0.2A/g充放电条件下的比电容为226.1F/g；拉伸强度115.7MPa；
市售纯聚吡咯：
进行充放电测试，在0.2A/g充放电条件下的比电容为114F/g；拉伸强度为90.3MPa；可以看出，本发明的复合材料具有更好的导电稳定性和力学性能，综合性能优越。

Claims (3)

1.一种聚吡咯导电纤维，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
油酸2-4、钼酸铵1-2、氨丙基三乙氧基硅烷0.7-1、***单体20-30、过氧化二苯甲酰0.7-1、2,6-二叔丁基对甲酚0.6-1、硫酸钡粉4-6、聚丙烯腈70-80、异丙醇5-7。
2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯导电纤维，其特征在于，所述的***单体是由下述重量份的原料组成的：
1H-1,2,3-三氮唑1-2、吡咯35-40、二异丙基乙醇胺1-2；
所述的***单体的制备方法，包括以下步骤：
取二异丙基乙醇胺，加入到其重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入1H-1,2,3-三氮唑，升高温度为50-60℃，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为100-105℃，保温搅拌至水干，出料冷却，得所述***单体。
3.一种如权利要求1-2所述的聚吡咯导电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取2,6-二叔丁基对甲酚，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为50-60℃，保温搅拌20-30分钟，得氨基醇溶液；
(2)取过氧化二苯甲酰，加入到异丙醇中，搅拌均匀；
(3)取***单体，加入到上述氨基醇溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入上述过氧化二苯甲酰的异丙醇溶液，保温搅拌4-5小时，出料，得氨基聚吡咯溶液；
(4)取硫酸钡粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量3-5倍的去离子水中，加入油酸，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，得油酸化溶液；
(5)取上述氨基聚吡咯溶液、油酸化溶液混合，在70-75℃下保温搅拌2-3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得填料改性聚吡咯；
(6)取填料改性聚吡咯，与聚丙烯腈及其各原料混合，搅拌均匀，加入到混合料重量30-40倍的二甲基甲酰胺中，熔融纺丝，即得。
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