[发明专利]柔性PEDOT:PSS导电复合纤维及其制备方法

说明书

本申请关于一种柔性PEDOT:PSS导电复合纤维及其制备方法，涉及导电纤维领域。现有方法制备得到的湿纺PEDOT:PSS导电复合纤维中成纤高分子绝缘材料的引入导致出现PEDOT链段难以高效聚集和均匀分散，进而影响其导电性能，需要对不同维度的导电材料进行有效集成，发挥不同材料之间的协同效应，进而提高PEDOT:PSS导电复合纤维的导电性能以及改善PEDOT:PSS导电复合纤维的拉伸强度。为了解决上述问题，本申请以没食子酸或其衍生物与己二胺功能改性的TPU为基体，采用价键交联策略，将PEDOT、碳纳米管及其衍生物、MXene及其衍生物与金属纳米银颗粒进行有效集成，构筑多维导电网络。解决了导电纤维中PEDOT分散性差、容易团聚的问题，同时解决了现有PEDOT:PSS导电复合纤维电导率和高强度难以兼具问题。

技术领域

本申请涉及导电纤维技术领域，特别涉及一种柔性PEDOT:PSS导电复合纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，智能纤维及纺织品受到广大研究团队的追捧，基于导电聚合物的导电纤维因其良好的电磁屏蔽、抗静电性能以及聚合物所具有的柔性特征，使之成为一类重要的、有良好应用前景的智能纤维。在制备导电纤维的方法中，湿法纺丝制备导电纤维操作简单，有可能实现工业化生产，具有较好的应用前景。特别是聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)纤维，具有高电导率，良好的稳定性和较好的光学透明性等优点，但其本身为不溶性聚合物，导致加工困难，限制了它的应用。与聚苯乙烯磺酸(PSS)掺杂后，可以得到分散均匀且稳定的PEDOT:PSS水分散液，解决了PEDOT加工困难的问题。在一定条件下，它可以通过简单的湿法纺丝技术制备出连续的纤维，在智能织物、可穿戴电子设备等方面具有广泛的应用前景。例如：OKUZAKI等At-IPA凝固浴体系制备出了电导率均约为0.1S/cm的纯纺PEDOT:PSS纤维(OKUZAKI H,ISHIHAR A M.Spinning and characterization of conductingmicrofibers.Macromolecular Rapid Communications[J],2003,24(3):261-264.)；Yuan等采用的新型水-乙醇体系凝固浴湿纺的PEDOT:PSS纤维，使用EG处理后纤维的电导率为38S/cm(YUAN D,LI B,CHENG J,et al.Twisted yarns for fiber-shapedsupercapacitors based on wetspun PEDOT:PSS fibers from aqueous coagulation[J].Journal of Materials Chemistry A,2016,4(30):11616-11624)。另外，专利(CN106381571A)提及了一种PEDOT:PSS纤维及其制备方法，该专利以无机盐、乙醇、水混合溶液为凝固浴，通过简单的化学处理方法，制备出电导率为400-850S/cm的湿纺PEDOT:PSS纤维。