[发明专利]一种共混纺丝制备导电聚合物/粘胶杂化纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杂化纤维及其制备方法，具体涉及到一种导电聚合物/粘胶杂化纤维制备方法。

背景技术

结构型导电高分子材料是由具有共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。具有类似金属的导电性，同时又保留了传统聚合物的机械性能和可加工性的有机高分子，又称为“合成金属”。它不同于常见的绝缘聚合物与导电金属颗粒或碳粉复合而成的复合导电聚合物材料，其导电性是本身所固有的。通常导电聚合物的结构特征是由有高分子链结构和与链非键合的一价阴离子或阳离子共同组成。因此，导电聚合物不仅具有由于掺杂而带来的金属(高电导率)和半导体(p-和n-型)的特性之外，还具有高分子的可分子设计结构多样化，可加工和比重轻的特点。正因为导电高分子具有上述的结构特征和独特的“掺杂”机制，使导电高分子具有优异的物理化学性能和广阔的应用前景。导电聚合物往往是一种难溶难熔的聚合物，不能直接用他们进行纺丝，在加工上存在一定的难度，限制了其应用，因此，近年来研究者们以不同的纤维及织物为基体制备导电聚合物导电纤维复合材料。共混纺丝的方法制备导电聚合物粘胶纤维杂化纤维，在保持纤维一定强度的同时获得一些具有导电聚合物性能的纤维材料，可以满足在特殊场合的应用。

粘胶纤维属再生纤维素纤维，吸湿性能与棉相近，回潮率符合人体皮肤的生理要求，同时具有光滑凉爽、透气等特性，目前已广泛应用于服装、家纺、非织造布等都领域。功能化改性粘胶纤维，扩展粘胶纤维的应用一直备受人们关注。中国专利《一种抗菌粘胶纤维及其制备方法》(CN1664186A)介绍了一种将天然芦荟凝胶作为抗菌剂和粘胶混纺制备了抗菌粘胶纤维。世界专利《modifiedviscosefibresandmethodfortheirmanufacture》(WO91/163)介绍了一种用微晶壳聚糖改性粘胶纤维的方法。YongfengHe等，通过聚二甲氧基乙氧基磷腈与粘胶共混湿法纺丝制备了一种阻燃纤维(HeY，ChenY，ZhengQ，etal.Preparationandpropertiesofflame-retardantviscosefibermodifiedwithpoly[bis(methoxyethoxy)phosphazene][J].FibersandPolymers，2015，16(5)：1005-1011.)。粘胶纤维的功能化改性，已经成为一个热点问题。

本发明涉及一种导电聚合物/粘胶杂化纤维制备方法，将制备好的导电聚合物进行处理，与粘胶纺丝原液共混并通过湿法纺丝制得了导电聚合物/粘胶杂化纤维。这种制备方法避免了传统方法制备的导电聚合物后加工困难的缺点，采用直接与粘胶共混，通过湿法纺丝制备了导电聚合物/粘胶杂化纤维。该复合材料具有粘胶纤维本身优良性能的同时进行了功能化改性。该复合材料可以用于导电纺织品、太阳能电池、储能材料、传感器、和水处理等方面。

发明内容

本发明提供了一种导电聚合物/粘胶杂化纤维及其制备方法，该杂化纤维通过将制备好的导电聚合物与粘胶纺丝原液共混，采用湿法纺丝的方法，制备导电聚合物/粘胶杂化纤维。这可使粘胶纤维具有一定的导电率，使粘胶纤维具有导电或抗静电的效果，同时扩大了粘胶纤维的应用范围。

本发明一种制备导电聚合物/粘胶杂化纤维具体步骤如下：

(1)导电聚合物的合成。采用两种聚合方法包括碱诱导聚合和酸掺杂聚合。

①碱诱导聚合：配制0.1-2mol/L碱性溶液，加入单体配制成单体浓度为0.1-5mol/L，搅拌5-30min，超声5-60min。放入低温反应器，-10-0℃静置一小时。配制0.1-3mol/L的氧化剂溶液，-10-0℃静置5-60min。将处理好的氧化剂溶液逐滴加入上述混合液，静置反应8-24h。

②酸掺杂聚合：配制0.1-2mol/L酸性溶液，加入单体配制成单体浓度为0.1-5mol/L，搅拌5-60min，混合均匀。配制0.1-3mol/L的氧化剂溶液向上述反应体系滴加。滴加完成后继续搅拌5-30min，静置反应3-48h。反应温度0-30℃。

(2)将合成聚合物经过水洗至水洗液无色，配制成固含量1％-30％的聚合物和分散剂的悬浮液。并用碱调整混合液pH为8-12。超声5-30min，乳化机高速搅拌5-30min，转速1000-9000rpm。