[发明专利]聚苯胺-改性芳纶复合导电纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及一种聚苯胺-改性芳纶复合导电纤维及其制备方法。芳纶纤维表面平滑且具较强的化学惰性，难以吸附苯胺单体获得复合导电纤维。本发明以芳纶纤维为基材，使用氢氧化钠溶液对其进行表面刻蚀，使芳纶纤维表面产生明显的凹痕缺陷，基于傅里德-克拉夫茨反应，使用环氧氯丙烷对其芳纶纤维进行表面改性，在芳纶纤维分子主链的苯环上引入反应活性较大的环氧基团，使得苯胺可以以此为活性点，在芳纶纤维上接枝聚合，制备复合导电纤维。本发明对芳纶纤维进行表面改性，降低其表面的化学惰性，制备的复合导电纤维电阻率低，导电性能优越。

主权项

聚苯胺‑改性芳纶复合导电纤维的制备方法，其特征在于：由以下步骤实现：步骤一：清洗芳纶纤维表面的油脂，取2 g未经处理的芳纶纤维，置于100 mL丙酮中，超声30 min，然后以蒸馏水洗净，并置于质量分数为5%的十二烷基磺酸钠水溶液中，再次超声30 min，最后以蒸馏水反复洗净，干燥备用；将清洗过的芳纶纤维放入质量分数为1%的氢氧化钠溶液中，于回流温度下搅拌2 h，之后以蒸馏水洗至滤液呈中性，烘干，制备得到碱处理的ARF，记为SH‑ARF；步骤二：在三口烧瓶中加入1.5 g SH‑ARF纤维，加入150 mL 环氧氯丙烷，开始搅拌，将体系升温至95 ^oC，搅拌3 h，在此反应期间，分批少量多次加入1 g 无水氯化铝，充分反应后将反应产物抽滤，用蒸馏水冲洗净，之后在60 ^oC下用5%的氢氧化钠溶液浸泡1 h，处理完毕后以蒸馏水洗至滤液呈中性，并将其干燥，制备得到环氧氯丙烷改性的ARF纤维，记为ECP‑ARF；步骤三：将0.1‑1gECP‑ARF浸泡于1‑5 mL苯胺中15‑90 min，然后同时加入到90 mL摩尔体积浓度为0.5‑3 mol/L的盐酸溶液中，在0‑35 ^oC条件下，滴加过硫酸铵溶液20 mL，控制过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为（0.5:1）‑（2.5:1），引发苯胺单体在ECP‑ARF表面聚合，反应9 h后，将反应产物抽滤，用蒸馏水洗至滤液呈中性，于室温下干燥，制备得聚苯胺‑改性芳纶复合导电纤维。