本發明專利技術公開了一種超高分子量聚乙烯/聚苯胺復合導電纖維的制備方法，包括：對去除了纖維表面雜質的超高分子量聚乙烯纖維進行低溫氧氣等離子體處理，處理時間0.5～1.5min，反應功率50～80W，氧氣壓強30～50Pa；將纖維置于苯胺單體中0.5～2h，取出后均勻擠壓，控制纖維與苯胺單體質量比為1∶1～1∶1.3；將纖維置于反應液中，反應液溫度為10～35℃，反應0.5h～3h，制備得到表面含有均勻連續的聚苯胺導電層的纖維。本發明專利技術獲得了導電性能良好的復合纖維，可以制成具有抗靜電、導電及電磁屏蔽功能的紡織品或纖維增強復合材料，應用于個體防護、軍工、電子電器、石油化工、機械等領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種導電纖維的制備方法，特別是一種。
技術介紹
超高分子量聚乙烯纖維(Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber,簡稱UHMWPE纖維)又稱高強高模聚乙烯纖維，是以相對分子質量大于100萬的超高相對分子量聚乙烯為原料，采用凝膠紡絲法——超倍拉伸技術制得。超高分子量聚乙烯纖維不僅具有高模、高強的特性，其他機械性能亦比較突出，如良好的韌性和疲勞性能，當因剪切或壓縮受到破壞時仍能保持其強伸性能，特別是具有好的耐高速沖擊性能，經摩擦、塑性變形后具有良好的延遲恢復性能等，已廣泛應用于國防軍需裝備、航空航天以及民用等領域。超高分子量聚乙烯纖維性能優異，具有巨大的應用潛力，因此近年來超高分子量聚乙烯纖維及其復合材料受到了國內外的普遍關注，然而由于其為絕緣體，使之在防靜電、電磁屏蔽、電器工程以及其他一些領域的應用受到很大的限制。上世紀八十年代科學家發現聚苯胺(Polyaniline，簡稱PANI)在摻雜態下呈現良好的導電性能，且具有原料價格低廉、合成簡單、電導率較高、在空氣中穩定性好，以及具有獨特的摻雜現象等特點，被認為是最有前途的導電高聚物。隨著導電聚苯胺制備技術的不斷成熟，越來越多的研究人員將關注的目光投向聚苯胺導電纖維的研究上。如張清華采用濕法紡絲技術制備聚苯胺/聚酰胺導電纖維(CN 1316554A)，李光采用濕法紡絲技術制備聚苯胺/聚丙烯腈纖維(CN 1450210A)。然而，聚苯胺與成纖高聚物的共混對纖維成形后的物理機械性能有所影響。因此，需要尋求一種方法，對超高分子量聚乙烯纖維進行處理，以獲得復合導電纖維材料，同時不影響其機械性能。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的是提供一種以獲得導電性能良好的復合纖維。為達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案是一種，包括下列步驟 (1)對去除了纖維表面雜質的超高分子量聚乙烯纖維進行低溫氧氣等離子體處理，處理時間0. 5 I. 5min,反應功率50 80W，氧氣壓強30 50Pa ； (2)將經步驟(I)處理后的纖維置于苯胺單體中0.5 2h，使其表面充分吸附苯胺單體，取出后均勻擠壓，控制纖維與苯胺單體質量比為I : I I : 1.3; (3)將吸附了苯胺單體的纖維置于反應液中，用恒溫水浴保持反應液溫度為10 35°C，反應0. 5h 3h，制備得到表面含有均勻連續的聚苯胺導電層的纖維；所述反應液包括氧化劑和摻雜酸，所述氧化劑選自過硫酸銨或五氧化二釩，所述摻雜酸選自硫酸、鹽酸、硝酸、高氯酸、對甲苯磺酸中的一種；每克苯胺單體加入80 120毫升反應液。上述技術方案中，步驟(I)中，去除纖維表面雜質的方法是，將超高分子量聚乙烯纖維浸潰于10%的丙酮溶液中，并超聲處理10 20min。優選的技術方案，步驟(3)中，反應液中，所述氧化劑的濃度為20 40g/L，摻雜酸的濃度為0. 4 I. Omol/Lo進一步的技術方案，步驟(3)中，反應浴槽進行振動，使纖維表面吸附的苯胺單體與反應液充分接觸。以保證反應程度的均勻一致，從而可制備得到表面含有均勻連續的聚苯胺導電層的超高分子量聚乙烯纖維。由于上述技術方案運用，本專利技術與現有技術相比具有下列優點 I.本專利技術通過原位聚合的方法，在超高分子量聚乙烯纖維表面接枝聚苯胺，獲得了導電性能良好的復合纖維，聚苯胺的引入不影響纖維原有的機械特性，可以制成具有抗靜電、導電及電磁屏蔽功能的紡織品或纖維增強復合材料，應用于個體防護、軍工、電子電器、石油化工、機械等領域。2.本專利技術對超高分子量聚乙烯纖維進行低溫氧氣等離子體處理，提高其表面能，從而提高了苯胺單體在纖維表面的吸附量并改善了其吸附的均勻程度，從而提高了聚苯胺導電層的厚度及連續性，增加了纖維的電導率，增強了超高分子量聚乙烯纖維對聚苯胺導電層的機械鎖結作用，使之不易從纖維表面脫落，提高了導電纖維的可加工性和耐用性。3.本專利技術可以將反應液中的懸濁聚苯胺顆粒過濾回收，脫水烘干研磨后制得具有良好導電性能的聚苯胺粉末。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作進一步描述 實施例一 取超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維(400D/406f)，使用丙酮經超聲波清洗20min，洗凈烘干后用氧氣等離子體處理，處理參數時間lmin，功率70W，壓強40Pa。處理結束后立即浸入苯胺內，浸潰時間為2h。浸潰結束后取出均勻擠壓，并使纖維與苯胺單體質量比為1:1. 15。以20g/L過硫酸銨為氧化劑，0. 5mol/L鹽酸為摻雜酸制備反應液。將吸附有苯胺單體的超高分子量聚乙烯置于反應液中，苯胺單體與反應液的質量體積比為Ig : 100ml,反應溫度，20°C，反應時間為2h。經過測定，本例制得的UHMWPE/PANI復合導電纖維的電導率為 0. 14S/cm。耐洗性將UHMWPE/PANI纖維放入去離子水中，震蕩洗滌一分鐘，取出晾干。從測試結果看，初次洗滌時電導率下降幅度較大，此后，電導率的下降的速度緩慢。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種超高分子量聚乙烯/聚苯胺復合導電纖維的制備方法，其特征在于，包括下列步驟 (1)對去除了纖維表面雜質的超高分子量聚乙烯纖維進行低溫氧氣等離子體處理，處理時間0. 5 I. 5min,反應功率50 80W，氧氣壓強30 50Pa ； (2)將經步驟(I)處理后的纖維置于苯胺單體中0.5 2h，使其表面充分吸附苯胺單體，取出后均勻擠壓，控制纖維與苯胺單體質量比為I : I I : 1.3; (3)將吸附了苯胺單體的纖維置于反應液中，用恒溫水浴保持反應液溫度為10 35°C，反應0. 5h 3h，制備得到表面含有均勻連續的聚苯胺導電層的纖維；所述反應液包括氧化劑和摻雜酸，所述氧化劑選自過硫酸銨或五氧化二釩，所述摻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘志娟，洪劍寒，李敏，姚穆，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：
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