CN101403189B - 一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法 - Google Patents
一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，包括：(1)将纯棉织物用浓度为5～40g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率70％～90％，烘干；(2)将苯胺和过硫酸铵按摩尔比1∶1混合，并加入掺杂酸配制成混合液，将上述棉织物浸入混合液中，不停搅拌，反应10min～60min后取出，充分洗涤后烘干；(3)重复以上操作2次以上，最后在[H+]＝1mol/L的盐酸或硫酸溶液中进行二次掺杂，反应后时间为30min～60min，洗涤烘干后即得。本发的聚苯胺/纯棉复合导电织物，电导率可达10-4～10-3S/cm，复合织物的强力变化不大，且具有良好的阻燃性、拒水性、抗菌性、抗静电和电磁屏蔽的特点
Description
技术领域
本发明属导电织物的制备领域，特别是涉及一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法。
背景技术
导电高分子材料因独特的化学和电化学性能，在导电涂层、二次电池、光电子器件、气敏元件以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术等领域均有广泛的应用前景。
聚苯胺作为共轭导电聚合物的一种，由于原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能良好、特殊的光学性能、独特的掺杂机制等优点而受到广泛的关注，是目前公认的最具有应用潜力的导电高分子材料之一。但是，由于聚苯胺分子链刚性强、极性大、难熔融且难溶于一般溶剂，因而机械加工性极差，很大程度上限制了它的应用。因此利用共混或复合方法，形成聚苯胺导电复合材料可以很好的克服上述缺点，扩大聚苯胺的应用领域。
以纺织品作为基底材料，利用“现场”吸附聚合法，将导电高分子作为导电覆盖层吸附于基质纤维表面可使其具备导电性。通过该方法制取的纤维既具有导电性能，又具有基体纤维的物理机械性能，在智能纺织品领域取得了很大的进展，广泛应用于纺织品化学传感、生物修复材料、电磁屏蔽材料等方面。
采用原位生成的方法制备的聚苯胺/纯棉复合织物一般来说，没有足够的聚苯胺能够附着在棉织物表面，导电率不高。通过化学法制备聚苯胺一般要在强酸环境下反应几小时甚至十几小时，考虑到棉在强酸环境下会造成严重的损伤，同时氧化剂的存在会加剧这种损伤，故需要尽量缩短反应时间，同时降低掺杂酸的浓度来保护织物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，本发明的聚苯胺/纯棉复合导电织物，电导率可达10-4～10-3S/cm，复合织物的强力变化不大，且具有良好的阻燃性、拒水性、抗菌性、抗静电和电磁屏蔽的特点。
本发明的一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，包括：
(1)将纯棉织物用浓度为5～40g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率70％～90％，烘干；
(2)将浓度为0.1～0.5mol/L的苯胺和浓度为0.1～0.5mol/L的过硫酸铵按摩尔比1∶1混合，并加入浓度为0.1～0.5mol/L的掺杂酸，配制成混合液，将上述棉织物以浴比1∶10-1∶50浸入混合液中，不停搅拌，反应10min～60min后取出，充分洗涤后烘干；
(3)重复以上操作2次以上，最后在[H+]＝1mol/L的酸溶液中进行二次掺杂，反应时间为30min～60min，洗涤烘干后即得。
所述步骤(1)中的聚苯乙烯磺酸钠为有效成分20％的聚苯乙烯磺酸钠溶液，平均分子量5000-60000；
所述步骤(2)中的掺杂酸为盐酸、硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸或十二烷基苯磺酸；
所述步骤(3)中二次掺杂酸为盐酸或硫酸。
有益效果
(1)本发明的聚苯胺/纯棉复合导电织物，电导率可达10-4～10-3S/cm，复合织物的强力变化不大；
(2)该导电织物具有良好的阻燃性、拒水性、抗菌性、抗静电和电磁屏蔽的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，首先将纯棉织物用20g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率70％，烘干；然后将处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.15mol/L，过硫酸铵浓度为0.15mol/L，对甲苯磺酸浓度为0.2mol/L的混合溶液，配成浴比1∶20，不停搅拌，反应20min后取出，充分洗涤后烘干；重复以上操作3次，最后在1mol/L的盐酸溶液中进行二次掺杂30min，洗涤烘干后即得聚苯胺/纯棉复合导电织物。
实施例2
一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，首先将纯棉织物用20g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率70％，烘干；然后将处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.2mol/L，过硫酸铵浓度为0.2mol/L，盐酸浓度为0.2mol/L的混合溶液，配成浴比1∶20，不停搅拌，反应10min后取出，充分洗涤后烘干；重复以上操作2次，最后在0.5mol/L的硫酸溶液中进行二次掺杂60min，洗涤烘干后即得聚苯胺/纯棉复合导电织物。
实施例3
一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，首先将纯棉织物用10g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率70％，烘干；然后将处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.15mol/L，过硫酸铵浓度为0.15mol/L，十二烷基苯磺酸钠(十二烷基苯磺酸和盐酸摩尔比为1∶1)浓度为0.2mol/L的混合溶液，配成浴比1∶20，不停搅拌，反应10min后取出，充分洗涤后烘干；重复以上操作3次，最后在1mol/L的盐酸溶液中进行二次掺杂60min，洗涤烘干后即得聚苯胺/纯棉复合导电织物。
实施例4
一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，首先将纯棉织物用10g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率90％，烘干；然后将处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.2mol/L，过硫酸铵浓度为0.2mol/L，对甲苯磺酸浓度为0.2mol/L的混合溶液配成浴比1∶20，不停搅拌，反应30min后取出，充分洗涤后烘干；重复以上操作4次，最后在1mol/L的盐酸溶液中进行二次掺杂60min，洗涤烘干后即得聚苯胺/纯棉复合导电织物。
实施例5
一种低损伤多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，首先将纯棉织物用40g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率90％，烘干；然后将处理过的棉布浸入苯胺浓度为0.2mol/L，过硫酸铵浓度为0.2mol/L，对甲苯磺酸浓度为0.3mol/L的混合溶液配成浴比1∶20，不停搅拌，反应30min后取出，充分洗涤后烘干；重复以上操作4次，最后在1mol/L的盐酸溶液中进行二次掺杂60min，洗涤烘干后即得聚苯胺/纯棉复合导电织物。
Claims (4)
1.一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，包括：
(1)将纯棉织物用浓度为5～40g/L的聚苯乙烯磺酸钠进行处理，二浸二轧，轧余率70％～90％，烘干；
(2)将浓度为0.1～0.5mol/L的苯胺和浓度为0.1～0.5mol/L的过硫酸铵按摩尔比1∶1混合，并加入浓度为0.1～0.5mol/L的掺杂酸，配制成混合液，将上述棉织物以浴比1∶10-1∶50浸入混合液中，不停搅拌，反应10min～60min后取出，充分洗涤后烘干；
(3)重复以上操作2次以上，最后在[H+]＝1mol/L的酸溶液中进行二次掺杂，反应时间为30min～60min，洗涤烘干后即得。
2.根据权利要求1所述的一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的聚苯乙烯磺酸钠为有效成分20％的聚苯乙烯磺酸钠溶液，平均分子量5000-60000。
3.根据权利要求1所述的一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的掺杂酸为盐酸、硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸或十二烷基苯磺酸。
4.根据权利要求1所述的一种自组装多功能聚苯胺/纯棉复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中二次掺杂是用盐酸或硫酸进行二次掺杂。
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