[发明专利]一种含有超细金属纤维的聚合物复合纤维的制备方法及其制备的聚合物复合纤维

说明书

本发明提供一种含有超细金属纤维的聚合物复合纤维的制备方法及其所制备的聚合物复合纤维。所述制备方法是将熔点不低于聚合物树脂熔点或软化温度的金属粉末填充到聚合物树脂中，当共混物通过挤出机挤出经过挤出机口模时直接进行纵向拉伸，得到含有超细金属纤维的聚合物复合纤维；在制备过程中，由于聚合物和金属之间的作用等因素而使得金属粉末原位延展形成超细金属纤维作为分散相分布在聚合物纤维中，从而提高复合纤维的性能。该制备方法具有良好适用性和较低成本。并且可以通过对金属粉末粒径、聚合物种类等的调节，使所制得的复合纤维中含有的超细金属纤维直径可调，甚至可达纳米级，从而使所述复合纤维具有优异性能。

技术领域

本发明涉及了一种聚合物复合纤维的制备方法，进一步讲，是涉及一种将金属粉末与热塑性聚合物制备的含有超细金属纤维的聚合物复合纤维的制备方法以及所制得的聚合物复合纤维。

背景技术

背景技术

相较天然纤维，合成纤维具有价格低廉，密度低和吸湿率低等特性，广泛应用于日常生产生活的纺织服装类、编织袋等领域。但是合成纤维的电绝缘性能好，电阻率高，在使用过程中易产生静电，对工业生产和人民生活都会带来危害。并且随着高科技的发展，由于静电以及静电吸附尘埃是导致现代电子设备运转故障、电路短路、信号丢失、误码、成品率低的直接原因之一。在石油、化工、精密机械、煤矿、食品、医药等行业均对静电的防护有特殊的要求。因此，开发具有优越电性能的纤维从而减少静电带来的危害成为十分迫切的课题。

碳纳米管是有碳六元环组成的类似卷曲石墨的纳米级管状结构。由于碳纳米管具有优异的电学和力学性能，因此被广泛用于聚合物基复合材料或复合纤维领域。但是由于纳米粒子自身的高表面能导致碳纳米管具有严重的团聚效应，从而增加了纳米粒子的填充量和成本。同时，大量的纳米粒子填充给纤维的生产也造成了困难。如何降低碳纳米管用量，减少生产困难是亟待解决的问题。

采用复合导电导电填料技术加入第三组分是有效提高纤维导电效率，降低碳纳米管含量的有效方法。专利CN102409421A公开了一种制备聚丙烯/纳米二 氧化锡/碳纳米管复合纤维的制备方法。该技术虽然降低了复合纤维的电阻率，但是加入的第三组分同样为纳米粒子，增加了加工原料的难度，纤维表面粗糙，手感差，力学性能下降，生产中容易断丝等现象。

近年来，国内外聚合物/低熔点金属复合材料领域出现新的发展。低熔点金属以高电导率、易加工等特性作为一个新的导电填料被广泛应用于聚合物的复合材料领域。专利CN102021671A公开了一种聚合物/低熔点金属复合导线及其制造方法，同时专利CN102140707A公开了一种皮芯复合电磁屏蔽纤维及其制备方法。上述两项技术利用皮芯复合技术制备聚合物包覆低熔点金属导线或纤维的方法。但是该技术中需要特殊的复合纺丝机，且作为纤维的芯层金属比重加大，虽然保证了纤维较低电阻率，但是需要大量添加金属，增加了生产成本。

发明内容：

为了能够以简便和低成本的方法制备含有超细金属纤维的聚合物复合纤维，提出本发明。

本发明的目的在于提供一种含有超细金属纤维的聚合物复合纤维的制备方法。

本发明的制备方法是将金属粉末填充到热塑性聚合物树脂中，当共混物通过挤出机挤出，经过挤出机口模时直接进行纵向拉伸，得到含有超细金属纤维的聚合物复合纤维；在通过挤出机口模形成复合纤维的拉伸过程中，由于聚合物和金属之间的作用等因素使得金属粉末原位延展形成超细金属纤维。由此所得到的聚合物复合纤维的微观形态为超细金属纤维作为分散相沿着复合纤维的轴向均匀分布在复合纤维的聚合物基体中，从而形成含有超细金属纤维的聚合物复合纤维。该方法通过将金属粉末填充到聚合物中，通过挤出机口模直接进行纵向拉伸，一步得到聚合物复合纤维，方法简单，易于操作。

具体来讲，本发明的含有超细金属纤维的聚合物复合纤维的制备方法为：