[发明专利]一种高强度纤维素导电膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度纤维素导电膜的制备方法，属于导电材料制备技术领域。本发明以纤维素为原料，经硫酸初步酸化处理后抽滤形成纤维素膜坯，接着将纤维素膜坯热压形成纤维素膜粗品，再利用柠檬酸溶液浸渍纤维素膜粗品，浸渍后放入高压反应釜中，反应得到纤维素基底膜，最后在基底膜上负载聚苯胺，制得高强度纤维素导电膜，本发明制得的纤维素导电膜具有极佳的力学强度以及导电性能，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种高强度纤维素导电膜的制备方法，属于导电材料制备技术领域。

背景技术

金属氧化物为主体的导电膜仍然占有主要地位，但它们存在着两个不足，即柔性应用和成本控制急需解决。碳系材料具有廉价，高导电性的优势，另外，还弥补了ITO为主导的金属氧化物导电膜不适用与柔性材料上的不足。但它们最大的缺点就是制备的透明导电薄膜具有相对较低的透光率，这个问题将是将来碳系导电材料需要解决的首要问题。金属纳米材料，可以制备出相对透明且导电性能优良的柔性薄膜。

此外，导电膜所采用的基底材料，目前多是以难降解的高分子聚合物为主，并且为了保证基底的高表面活性和热稳定性，往往采用高聚合度的材料，以及表面活性处理，这不仅加大了成本，同时还降低了导电基底的透光率。所以，具有高表面活性的纤维素膜作为廉价的透明导电基底，拥有着远大的前景。但是纤维素导电膜的力学强度较低，在后期的使用过程中容易破损，会影响其使用寿命，因此，发明一种高强度的纤维素导电膜对导电材料制备技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的高分子聚合物基底导电膜难以生物降解，且成本高，而纤维素导电膜的力学强度较低，在后期的使用过程中容易破损，会影响其使用寿命的缺陷，提供了一种高强度纤维素导电膜的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高强度纤维素导电膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取纤维素和质量分数为30%的硫酸溶液混合后放入60～70℃的水浴锅中加热1～2h，自然冷却至室温后装入透析袋中，用清水透析60～70h，得到透析后的纤维素润胀液；

（2）将上述纤维素润胀液放入超声发生器中，超声处理，得到纤维素悬浊液，再将纤维素悬浊液用索式抽提器抽滤，得到直径为30mm的纤维素膜坯；

（3）将纤维素膜坯用热压机热压处理，得到纤维素膜粗品，将纤维素膜粗品放入质量分数为10%的柠檬酸溶液中浸渍反应4～6h，再将浸渍反应后的纤维素膜粗品转入高压反应釜中，继续反应10～12h，反应结束后出料，得到纤维素基底膜；

（4）按等体积比将苯胺与质量分数为15%的盐酸混合得到预制液并装入烧杯中，将上述得到的纤维素基底膜置于预制液中，静置浸渍20～30min后，再向烧杯中滴加质量分数为10%的过硫酸铵溶液；

（5）待上述滴加完毕后，将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70～80℃，水浴加热反应1～2h，反应结束后得到反应膜层，用去离子水反复漂洗3～5次后自然晾干，即得高强度纤维素导电膜。

步骤（1）中所述的纤维素和质量分数为30%的硫酸溶液的质量比为1：5。

步骤（2）中所述的超声处理的功率为1200～1300W，超声处理的时间为30～40min。

步骤（3）中所述的热压处理的压力为1～2MPa，热压处理的时间为5～10min，高压反应釜的压力为1.5～1.7MPa，温度为120～130℃。

步骤（4）中所述的过硫酸铵溶液的滴加速率为1～2mL/min，过硫酸铵溶液的滴加量为预制液质量的30%。

本发明的有益效果是：