CN111962303A - 一种导电复合纤维及其制备方法 - Google Patents

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刘泽华
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Abstract

本发明公开了一种导电复合纤维及其制备方法，包括以下步骤：（1）氯化铁溶液的制备：将氯化铁溶于去离子水中，制备成0.1‑2mol/L的氯化铁溶液；（2）丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯导电复合纤维的制备：首先将丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯浸泡在氯化铁溶液中，静置1‑2h，取出晾干；取吡咯溶液于容器中，将用氯化铁溶液处理过的复合纤维放于吡咯溶液中充分反应，反应时间为6‑24h，处理温度为‑20~25℃，取出处理后的复合纤维后用去离子水清洗，得到聚吡咯丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯导电复合纤维。经本发明所述方法制得的导电复合纤维具有优良的电导率，并且制备方法简单，所用原料成本低廉，适于普遍推广与应用。

Description

一种导电复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电材料，具体涉及一种导电复合纤维及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纤维由高纯度对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种。1979年日本帝人公司首先推出了PBT纤维制品。随着差别化纤维的发展，PBT作为纤维的使用价值逐步被人们认识。由PBT制成的纤维具有聚酯纤维共有的一些性质，但由于在PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而使PBT纤维的熔点和玻璃化温度较普通聚酯纤维为低，导致纤维大分子链的柔性和弹性有所提高。PBT纤维具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性。PBT纤维及其制品的手感柔软，耐磨性和纤维卷曲性好，拉伸弹性和压缩弹性极好，其弹性回复率优于涤纶。PBT纤维具有良好的染色性能，可用普通分散染料进行常压沸染，而无需载体。染得纤维色泽鲜艳，色牢度及耐氯性优良。具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性，PBT纤维经丝素共混后，进一步提高了纤维的吸湿排汗功能，提高了由丝素/PBT纤维为原料制成的纺织品的穿着舒适度。
然而，在某些需要特殊功能的纺织原面料中，如防尘服，面料需要具备良好的导电性能，然而丝素/PBT纤维虽然使用范围广泛，但是其导电性较差，限制了其在导电材料领域的应用。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种导电复合纤维及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种导电复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）氯化铁溶液的制备：将氯化铁溶于去离子水中，制备成0.1-2mol/L的氯化铁溶液；
（2）丝素（SF）/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）导电复合纤维的制备方法：首先将丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯浸泡在步骤（1）制得的氯化铁溶液中，静置1-2h，取出晾干；取吡咯溶液于容器中，将用氯化铁溶液处理过的复合纤维放于吡咯溶液中充分反应，反应时间为6-24h，处理温度为-20~25℃，取出处理后的复合纤维后用去离子水清洗，得到聚吡咯丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯导电复合纤维。
进一步的，所述步骤（1）中氯化铁溶液的浓度为0.5-1mol/L。
进一步的，所述步骤（2）中复合纤维在氯化铁溶液中的处理时间是10-20h。
进一步的，所述步骤（2）中复合纤维在氯化铁溶液中的处理温度是-10-10℃。
本发明所述的制备方法制得的导电复合纤维。
有益效果：本发明提供了一种导电复合纤维及其制备方法，本发明以氯化铁为氧化剂，将丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯先浸泡在氯化铁溶液中进行处理，再将其放置于吡咯溶液中充分反应，制得聚吡咯丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯导电复合纤维。通过实验结果得知，经本发明所述方法制得的导电复合纤维具有优良的电导率，并且制备方法简单，所用原料成本低廉，适于普遍推广与应用。
附图说明
图1 为本发明所述导电复合纤维的制备流程图。
图2 为不同浓度FeCl3处理纤维后的表面形貌图，其中（A）未处理，（B）0.2mol/LFeCl3处理，（C）0.4mol/L FeCl3处理，（D）0.6mol/L FeCl3处理，（E）0.8mol/L FeCl3处理，（F）1.0mol/L FeCl3处理。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
一种导电复合纤维的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：将SF/PBT复合纤维放置在配置好的FeCl3溶液中浸泡60 min，取出晾干；将处理后的纤维固定在培养皿上，将适量的吡咯单体倒入培养皿中，将培养皿放置-5℃环境下充分反应24h，取出处理后的复合纤维后用去离子水清洗，得到SF/PBT复合导电纤维。
经过不同浓度FeCl3溶液处理后的复合纤维表面形貌，图2中对比了未处理以及FeCl3溶液浓度分别是0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L条件下处理的纤维的形貌差异。从2图中可以清晰看出，随着FeCl3溶液浓度的增加，纤维表面形成的导电材料越多。当FeCl3浓度为0.2mol/L和0.4 mol/L时，导电材料聚吡咯在纤维表面只有少部分形成，形成的聚吡咯主要是颗粒状的结构；当浓度增至0.6 mol/L，出现了微孔结构的聚吡咯；随着浓度继续增加，纤维表面被片状的聚吡咯覆盖，在纤维的一些位置还可以看到聚集状的类似“菜花”样的微孔结构。
表1为不同FeCl3浓度对纤维增重率和电导率的影响，从表1中可以看出，随着FeCl3浓度的增加，纤维增重率逐渐增加，导电性能逐渐增强，均优于未处理的纤维材料。
表1 FeCl3浓度对纤维增重率和电导率的影响
Figure 112652DEST_PATH_IMAGE002
。

Claims (5)

1.一种导电复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）氯化铁溶液的制备：将氯化铁溶于去离子水中，制备成0.1-2mol/L的氯化铁溶液；
（2）丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯导电复合纤维的制备：首先将丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯浸泡在步骤（1）制得的氯化铁溶液中，静置1-2h，取出晾干；取吡咯溶液于容器中，将用氯化铁溶液处理过的复合纤维放于吡咯溶液中充分反应，反应时间为6-24h，处理温度为-20~25℃，取出处理后的复合纤维后用去离子水清洗，得到聚吡咯丝素/聚对苯二甲酸丁二醇酯导电复合纤维。
2.根据权利要求1所述的一种导电复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中氯化铁溶液的浓度为0.5-1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种导电复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中复合纤维在氯化铁溶液中的处理时间是10-20h。
4.根据权利要求1所述的一种导电复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中复合纤维在氯化铁溶液中的处理温度是-10-10℃。
5.权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的导电复合纤维。
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