[发明专利]一种基于级联催化接枝聚合的导电织物加工方法

说明书

本发明公开了一种基于级联催化接枝聚合的导电织物加工方法，属于纺织材料技术领域。旨在通过纤维与含乙烯基的酸酐化合物反应，在纤维上引入乙烯基，进一步通过芬顿反应催化纤维表面形成聚苯磺酸模板；最后借助芬顿反应中产生的铁离子进行级联催化，促进在纤维接枝聚合聚噻吩导电高分子，实现基于级联催化接枝聚合的导电织物加工。具体步骤包括：(1)纤维接枝乙烯基；(2)纤维接枝聚合模板；(3)导电聚合物原位沉积；(4)水洗和干燥处理。与不经过纤维表面修饰和模板引入，仅在织物表面直接原位聚合沉积聚噻吩的导电织物制备方法相比，本发明制备的导电织物具有电导率高、导电效果持久和织物手感较好的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于级联催化接枝聚合的导电织物加工方法，属于纺织材料技术领域。

背景技术

天然纤维或合成纤维在面料加工和服装穿着中，当环境湿度较低时极其产生静电，影响了其在服用、装饰用和产业用纺织品中的使用。近年来，随着功能纺织品开发受到重视，某些特殊面料不仅要求具有抗静电性、而且要求具有导电性或电磁信号屏蔽效果，以满足其在柔性可穿戴、智能纺织品、电磁屏蔽服装和特种复合材料中的应用，实现功能织物的制备。

具有抗静电、导电或电磁屏蔽功能的织物可采用多种方法加工，包括采用导电纤维为原料进行织物织造，也可以通过对纤维制品导电改性整理实现。导电纤维制备多适用于再生或合成纤维，通常在熔融纺丝或干湿法纺丝中，将碳黑、金属或金属氧化物等导电性填充介质添加到纺丝液中，这类方法制备的导电织物有较持久的导电性，其缺点是纺丝液中混入导电介体后易造成纤维力学性能下降。对于天然或合成纤维加工的纱线或织物，采用涂层或原位沉积导电介质是最为简单高效的导电整理方法。其中，涂层整理是将导电介质粘附在纤维或织物表面产生电流通路，但涂层加工易引起面料手感发硬；将导电聚合物单体(如苯胺、吡咯、噻吩等)通过原位聚合沉积的方式，施加到纤维或织物表面也能获得较高的电导率，但由于导电聚合物难与纤维反应，存在结合不牢固、使用和水洗中导电层易脱落、导电效果不持久等缺陷。由此可见，目前既有导电面料在性能和加工方法方面仍存在不足，有待进一步提升。

为提升织物的抗静电性和导电效果，可考虑从如下几方面改进整理方法，具体包括：1)通过纤维表面预处理，引入具有反应性的基团(如乙烯基)，增加纤维表面的反应性，为后续导电聚合物高效沉积提供可能；2)通过催化接枝聚合，在纤维表面引入具有一定分子量的模板，促进导电聚合物大分子沿纤维上模板发生链增长，提高导电介质在纤维表面的沉积量。通过增加织物表面导电聚合物的沉积量和结合牢度，赋予织物持久稳定的导电性能，同时织物也可获得优良手感，解决了常见导电织物整理效果不持久，手感发硬的等不利问题。

发明内容

【技术问题】

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于级联催化接枝聚合的导电织物加工方法，使用本发明可增加纤维的反应性，促进纤维表面形成共价键合方式结合的模板分子，引导导电聚合物在纤维表面沿模板发生原位聚合沉积，使织物获得高效和持久的导电效果及柔软手感，提升织物的应用性能。

【技术方案】

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于级联催化接枝聚合的导电织物加工方法，先以含乙烯基的酸酐化合物处理织物，在纤维上引入乙烯基；然后，通过芬顿反应催化苯乙烯磺酸与纤维上乙烯基聚合，在纤维上形成聚苯磺酸模板；最后，借助芬顿反应中产生的铁离子进行级联催化，促进在纤维表面的聚苯磺酸模板上接枝聚合聚噻吩导电高分子，实现基于级联催化接枝聚合的导电织物加工方法。本发明通过纤维表面预处理，引入具有反应性的基团(如乙烯基)，增加纤维表面的反应性，为后续导电聚合物高效沉积提供可能；然后通过催化接枝聚合，在纤维表面引入具有一定分子量的模板，促进导电聚合物大分子沿纤维上模板发生链增长，提高导电介质在纤维表面的沉积量。通过增加织物表面导电聚合物的沉积量和结合牢度，赋予织物持久稳定的导电性能，同时织物也可获得优良手感，解决了常见导电织物整理效果不持久，手感发硬的不利问题。