[发明专利]聚丙烯腈聚苯胺复合抗静电导热纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成纤维制备领域，尤其是一种聚丙烯腈聚苯胺复合抗静电导热纤维的制备方法。 

背景技术

聚苯胺(PANI)是一种常见的导电高分子材料，因其合成原料易得、制备方法简单，具有良好的化学稳定性、较好导电性能和氧化-还原可逆性等优点而引起研究者的广泛关注。聚苯胺为原料制备各种导电纤维的技术也越来越多，如专利申请号:ZL201110259232.5,名称为聚苯胺复合纳米银导电纤维制备方法，该发明公开了聚苯胺复合纳米银导电纤维制备方法，包括以下步骤：1)导电涂覆液的制备：将经研钵研细后的聚苯胺粒子和不同质量分数的甲酸溶液配置成导电涂覆液，其中甲酸溶液的质量分数60％-80％；2)涂覆型导电纤维的制备：采用辊式纤维涂覆机将前述导电涂覆液涂覆于纤维表面，制备涂覆型导电纤维，后经水洗与干燥即得导电纤维；3)纳米银-聚苯胺层的原位合成：将导电纤维A在浓度为0.1-1.0mol/L的硝酸银(AgNO₃)水溶液中浸泡0.5-2h，然后浸入浓度为0.2-2mol/L的NaBH4水溶液中，室温下反应6-10h，最后分别用乙醇和去离子水洗涤，自然晾干或烘干，即得到聚苯胺/纳米银复合导电纤维。 

根据以上所述的以聚苯胺为原料，制备了一种导电性可以的纤维材料，但是这种纤维材料制备工艺复杂，成本高，且难以控制。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种以聚苯胺为原料，工艺简单，操作方便，制得的导电纤维导电能力最好，其电导率可达2.8×10-2S/cm的聚丙烯腈聚苯胺复合抗静电导热纤维的制备方法。 

为了达到上述目的，本发明所设计的聚丙烯腈聚苯胺复合抗静电导热纤维的制备方法，以聚丙烯腈(PAN)或聚丙烯腈羧基化改性为载体，苯胺(ANI)为单体，以过硫酸铵(APS)为氧化剂，合成了盐酸掺杂的聚丙烯腈聚苯胺复合导电纤维。 

具体操作，如称取3g接枝了对苯二胺(PPD)的聚丙烯腈纤维于广口瓶中，加入50mL 苯胺/盐酸混合水溶液,其中苯胺浓度为4mol/L，盐酸浓度为2mol/L，浸泡12h；取出纤维，抽滤并用滤纸吸干；将上述纤维转移至500mL圆底烧瓶，加入170m L 2mol/L盐酸和0.09mol/L过硫酸铵溶液(开始计时),机械搅拌1h，倒出纤维抽滤结束反应，依次用50mL 2mol/L盐酸、丙酮洗涤3次，于45℃真空烘箱中干燥至恒重。 

其中盐酸可以是其他酸，如高氯酸，氢碘酸，硫酸，氢溴酸，盐酸，硝酸，碘酸、草酸(乙二酸)，亚硫酸，磷酸，丙酮酸，碳酸、亚硝酸、柠檬酸，氢氟酸，苹果酸，葡萄糖酸，甲酸，乳酸，苯甲酸，丙烯酸，乙酸，丙酸，硬脂酸，氢硫酸，次氯酸，硼酸，硅酸等。 

单体(苯胺)也可以是吡咯、噻吩，相应得到的聚合物就是聚吡咯、聚噻吩。 

其中氧化剂(重铬酸钾和过硫酸铵)也可以是重铬酸钾和过硫酸钾、高锰酸钾和过硫酸铵、高锰酸钾和过硫酸钾。 

聚丙烯腈纤维也可以是锦纶、涤纶、维尼纶。 

本发明所得到的聚丙烯腈聚苯胺复合抗静电导热纤维的制备方法，将纤维表面进行酸化处理后在进行导电高分子的聚合，这样极大的提导电高分子在纤维表面的附着性和导电能力。 

酸化方法可以有多种，纤维也可以有多种，聚合物也可以有多种。 

附图说明

图1为聚丙烯腈改性纤维羧基量的测定变化图； 

图2为PAN、65℃PAN-COOH和PAN-PPD的红外谱图； 

图3为聚苯胺的红外谱图； 

图4为：PAN与PAN-PANI复合纤维的红外图谱； 

图5为PAN-COOH和PAN-COOH-PANI复合纤维的红外图谱； 

图6为：PAN-PPD和PAN-PPD-PANI复合纤维的红外图谱； 

图7为聚丙烯腈纤维表面羧基量对纤维电阻率的影响图； 

图8为羧基量对纤维电导率的影响图； 

图9为聚丙烯腈表面羧基量对纤维电阻率的影响图。 

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。 

实施例1： 

一、聚丙烯腈纤维的羧酸化改性