[发明专利]一种凝胶导电纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种凝胶导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：超细二氧化硅气凝胶17‑20、聚山梨酯80 0.8‑1、过氧化二异丙苯3‑5、苯胺40‑50、过硫酸铵1‑1.5、丙烯腈100‑130、苯骈三氮唑0.7‑1、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷2‑3、油酸4‑5，本发明通过氨基聚合物与酸掺杂聚苯胺共混反应，实现了各原料间的分散相容性，本发明的纤维力学、导电稳定性好，综合性能优越。

技术领域

本发明属于纤维领域，具体涉及一种凝胶导电纤维及其制备方法。

背景技术

高分子材料通常被认为是绝缘体，而20世纪70年代聚乙炔导电材料的研制成功却打破了这种传统观念。之后，又相继诞生了聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子导电物质，人们对高分子材料导电性能的研究也越来越广泛；导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种，它一般是指导电率大于10-7Ω-1.cm-1的纤维。这类纤维具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下仍具有良好的耐久抗静电性，因此在工业、民用等领域有着很大的用途；

然而，目前的导电纤维大多只研究其导电稳定性，而对于其抗断裂等性能研究的较少，因此，本发明的目的就是提供一种机械性能较好的导电纤维。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种凝胶导电纤维及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种凝胶导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：

超细二氧化硅气凝胶17-20、聚山梨酯80 0.8-1、过氧化二异丙苯3-5、苯胺40-50、过硫酸铵1-1.5、丙烯腈100-130、苯骈三氮唑0.7-1、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-3、油酸4-5。

一种凝胶导电纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)取过氧化二异丙苯，加入到其重量7-10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；

(2)取过硫酸铵，加入到其重量14-20倍的去离子水中，搅拌均匀；

(3)取苯骈三氮唑、丙烯腈混合，加入到混合料重量8-10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，得氨基单体溶液；

(4)取超细二氧化硅气凝胶，加入到上述氨基单体溶液中，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℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，出料冷却，得凝胶聚合物溶液；

(5)取苯胺、油酸混合，加入到混合料重量14-20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-4小时，出料冷却，得酸掺杂聚苯胺溶液；

(6)取上述凝胶聚合物溶液、酸掺杂聚苯胺溶液混合，搅拌均匀，加入聚山梨酯80，超声10-20分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得凝胶改性聚合物；

(7)取上述凝胶改性聚合物，加入到其重量26-30倍的氯仿中，搅拌均匀，纺丝，即得所述凝胶导电纤维。

本发明的优点：

本发明采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理丙烯腈，然后与超细二氧化硅气凝胶共混掺杂，在引发剂作用下聚合，得到凝胶聚合物溶液，之后采用油酸处理苯胺单体，在过硫酸铵作用下聚合，得到酸掺杂聚苯胺溶液，再通过氨基聚合物与酸掺杂聚苯胺共混反应，实现了各原料间的分散相容性，本发明的纤维通过引入二氧化硅凝胶，可以有效的提高成品纤维的抗断裂强度，韧性好，力学、导电稳定性好，综合性能优越。

具体实施方式

实施例1

一种凝胶导电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：