CN101446037B - 一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了导电聚酰亚胺纤维的制备方法，对预处理的聚酰亚胺纤维采用粗化剂使其结构改性；用氯化亚锡溶液浸泡聚酰亚胺纤维，使其表面吸附一层锡离子；用银氨溶液或氯化钯溶液浸泡聚酰亚胺纤维，使其表面吸附一层银或钯的催化金属层；化学镀铜；用去离子水洗涤，干燥；对镀铜聚酰亚胺纤维进一步敏化处理、活化处理；化学镀镍；所得纤维用去离子水洗涤、干燥，得表面镀铜镍的导电聚酰亚胺纤维。本发明所制得的导电聚酰亚胺纤维既保持了聚酰亚胺纤维耐高温、柔韧、耐弯折等的特性，又具有了金属的一些性能，比如比表面电阻达到0.1-10欧姆，可在防静电织物、屏蔽织物和柔性电缆等多种领域中得到应用。

Description

一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法

技术领域

本发明提供了一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法。

背景技术

随着社会生产力的不断提高和科技水平的飞速发展，电器化时代的到来，使电磁污染成为又一污染源，各种电磁屏蔽的产品也相应诞生。导电纤维因其既保持了普通纤维的柔韧性，又具有一定的导电、导热及电磁屏蔽性能，而在国民经济的许多部门都有很好的应用前景。聚酰亚胺纤维作为有机纤维中的一个杰出品种具有高强、高模、耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃等性能，可望在原子能、航空航天等环境中得到广泛应用。用聚酰亚胺纤维制备的导电纤维，可以混纺制成高性能的防静电织物、电磁屏蔽织物、导电织物及代替金属丝制备柔性电缆等，可在很多高技术领域内应用。(参考文献：郑利民，石英乔：合成纤维，(6)1993：16-21；赵青华，王显军：表面技术，21(2)1992：78-82；张清华，陈大俊，丁孟贤：高分子通报，(5)2001：66-72；志红，倪必红：航天制造技术，(1)2004：8-12；国专利，专利号：00110169.2)

发明内容

为了解决已有技术的不足，本发明提供了一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法。

本发明通过对聚酰亚胺纤维的洗涤去除灰尘油污等杂质，通过化学粗化使纤维表面改性并增加镀层的附着力，通过敏化和活化方法使表面生成一层有催化作用的金属层，然后在这个催化金属层作用下通过化学镀方法在纤维表面镀覆铜、镍等金属层，得到高导电的聚酰亚胺纤维。

一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法，具体技术方案如下：

第一步：预处理及洗涤

用洗涤液除去聚酰亚胺纤维表面的杂质，洗涤温度为20～80℃，浸泡时间为10～60分钟，然后再用温水洗涤；所述的洗涤液为：采用市售洗涤剂的质量g与乙醇的体积L的配比为10～100∶1配成的混合洗涤液，或市售洗涤剂的质量g与水的体积L的配比为10～100∶1配成的混合洗涤液，或采用按NaOH的质量g、乳化剂OP-10的质量g、水的体积L的配比为1～5∶1～5∶1配制的混合洗涤液；

第二步：化学粗化

采用化学粗化液浸泡上述第一步得到的聚酰亚胺纤维，对纤维表面结构进行改性，使其表面粗糙并产生极性基团利于吸附金属离子，所述的化学粗化液为：采用按照高锰酸钾的质量g、氢氧化钠或氢氧化钾的质量g∶乳化剂OP-10的质量g∶水的体积L的配比为0～60∶30～80∶1～10∶1配制的混合溶液，在20～70℃，浸泡时间为10～30分钟；用按水合肼的体积mL、乙二胺四乙酸二钠的质量g、水的体积L的比为100～300∶5～20∶1配制的混合溶液，在40～70 ℃清洗，然后再用水洗涤；

第三步：敏化

用氯化亚锡溶液浸泡上述第二步得到的粗化的聚酰亚胺纤维，使其纤维表面吸附一层锡离子，敏化时间为5～30分钟，然后再用去离子水洗涤；所述的氯化亚锡溶液为：按氯化亚锡的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为2～30∶10～60∶1配制的混合溶液；

第四步：活化

用银氨溶液或氯化钯溶液浸泡上述第三步得到的敏化后的聚酰亚胺纤维，从而形成一层银或钯的催化金属层，活化时间为3～30分钟，然后再用去离子水洗涤，得活化的聚酰亚胺纤维；所述的银氨溶液为：用氨水滴加至沉淀完全溶解的浓度为1～5g/L的硝酸银溶液；所述的氯化钯溶液为：按氯化钯的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为0.01～0.3∶3～10∶1配制的混合溶液；

或者，将第三步的敏化省略，将第四步的活化过程改为采用胶体钯直接活化然后进行解胶处理，步骤如下：

活化：直接用胶体钯溶液浸泡第二步得到的粗化的聚酰亚胺纤维进行活化，在活化温度为20～40℃条件下处理3～10分钟；所述的胶体钯溶液为：按氯化钯质量g∶氯化亚锡质量g∶浓盐酸体积mL∶锡酸钠质量g∶水的体积L比为0.5～5∶10～30∶50～400∶0～20∶1配制的混合溶液；

解胶：在质量浓度为2％～10％的盐酸溶液中浸泡上述用胶体钯活化得到的聚酰亚胺纤维，洗去表面吸附的锡离子，处理时间为5～30分钟，解胶后用去离子水洗涤，得胶体钯活化的聚酰亚胺纤维；

第五步：化学镀铜

采用下述两种方法中的一种；

方法一：

化学镀铜反应液的成分为：按硫酸铜质量g∶酒石酸钾钠质量g∶乙二胺四乙酸二钠质量g∶氢氧化钠质量g∶碳酸钠质量g∶甲醛体积mL∶甲醇或乙醇体积mL∶联吡啶质量mg∶亚铁硫氰化钾质量mg∶氯化镍质量g∶水的体积L的比5～20∶0～50∶0～50∶7～15∶0～6∶8～30∶0～30∶0～30∶0～30∶0～2∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀铜反应液，再调节溶液的温度为25～40℃，将第四步活化的聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的聚酰亚胺纤维浸入化学镀铜反应液中反应10～30分钟；

方法二：

化学镀铜反应液的成分为：按硫酸铜质量g∶柠檬酸钠质量g∶次磷酸钠质量g∶硼酸质量g∶硫脲质量mg∶硫酸镍质量g∶水的体积L的比为6～20∶15～40∶30～40∶0～40∶0～1∶0～1∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀铜反应液，用氢氧化钠溶液调节溶液的PH值为7～10，调节溶液的温度为40～70℃，将第四步活化后 的聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的聚酰亚胺纤维浸入化学镀铜反应液中反应10～30分钟；

第六步：用去离子水浸泡洗涤上述第五步得到的纤维5～30分钟后，干燥得到一种导电聚酰亚胺纤维。

或者，浸泡洗涤后不干燥，继续通过步骤七～步骤十制备表面镀铜镍的导电聚酰亚胺纤维；

第七步：敏化

用氯化亚锡溶液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维，时间为5～30分钟，再用去离子水洗涤；所述的氯化亚锡溶液为：按氯化亚锡的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为2～30∶10～60∶1配制的混合溶液；

第八步：活化

用氯化钯溶液浸泡第七步得到的敏化后的镀铜聚酰亚胺纤维，从而形成一层钯催化金属层，时间为5～30分钟，再用去离子水洗涤活化的镀铜聚酰亚胺纤维；所述的氯化钯溶液为：按氯化钯的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为0.01～0.3∶3～10∶1配制的混合溶液；

或者，将第七步的敏化省略，将第八步的活化过程改为采用胶体钯直接活化然后进行解胶处理，步骤如下：

活化：直接用胶体钯溶液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维进行活化，在活化温度20～40℃下处理3～10分钟；所述的胶体钯溶液：按氯化钯质量g∶氯化亚锡质量g∶浓盐酸的体积mL∶锡酸钠质量g∶水的体积L比为0.5～5∶10～30∶50～400∶0～20∶1配制的混合溶液；

解胶：在质量浓度为2％～10％的盐酸溶液中浸泡上述胶体钯活化得到的聚酰亚胺纤维，洗去表面吸附的锡离子，处理时间为5～30分钟，解胶后用去离子水洗涤，得胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维；

第九步：化学镀镍

采用下述三种方法中的一种；

方法一：

化学镀镍反应液的成分为：按硫酸镍质量g∶柠檬酸钠质量g∶氯化铵质量g∶焦磷酸钠质量g∶次磷酸钠质量g∶硫脲质量mg∶水的体积L的比为10～50∶0～50∶0～60∶0～60∶15～40∶0～5∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀镍反应液，用氢氧化钠溶液调节镀液的PH值为7～11，调节溶液的温度为30～80℃，将第八步活化后的镀铜聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维浸入化学镀镍液中反应10～30分钟；

方法二：

化学镀镍反应液的成分为：按硫酸镍质量g∶柠檬酸钠质量g∶醋酸钠质量g∶次磷酸钠质量g∶苹果酸质量g∶丁二酸质量g∶丙酸体积ml∶羟基乙酸钠质量g∶硫脲质量mg∶水的体积L的比为10～50∶0～30∶0～30∶15～40∶0～ 15∶0～15∶0～10∶0～30∶0～5∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀镍反应液，用稀硫酸调节溶液的PH值为3～6，调节溶液的温度为80～95℃，将第八步活化后的镀铜聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维浸入化学镀镍液中反应10～30分钟；

方法三：

化学镀镍反应液的成分为：按氯化镍或硫酸镍质量g∶酒石酸钾钠质量g∶柠檬酸钠质量g∶羟基乙酸钠质量g∶水合肼体积mL∶水的体积L的比为10～50∶10～30∶0～30∶0～60∶100～200∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子配制化学镀镍反应液，用氢氧化钠溶液调节溶液的PH值为8～12，调节溶液的温度为90～95℃，将第八步活化后的镀铜聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维浸入化学镀镍液中反应10～30分钟；

第十步：用去离子水浸泡第九步化学镀镍得到的纤维10～60分钟，干燥，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

以上十步的操作过程中均可采用压缩空气搅拌或者超声搅拌。

有益效果：采用本发明所制得的导电聚酰亚胺纤维既保持了聚酰亚胺纤维耐高温、柔韧、耐弯折等的特性，又具有了金属的一些性能，比如比表面电阻达到0.1-10欧姆，可在防静电织物、屏蔽织物和柔性电缆等多种领域中得到应用。

具体实施方式

实施例1：

第一步：预处理及洗涤，将5克NaOH和5克乳化剂OP-10用1L水溶解配成洗涤液，室温下用其浸泡聚酰亚胺纤维30分钟，再用水洗涤30分钟。

第二步：化学粗化，将40g高锰酸钾、40g氢氧化钠、5g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，60℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，然后再用1L水和200mL水合肼和10g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液60℃清洗20分钟，再用去离子水浸泡20分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解10g二氯化锡和50mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第四步：活化，硝酸银浓度2g/L用氨水滴加至沉淀完全溶解配制成银氨溶液，用其浸泡第三步得到的聚酰亚胺纤维10分钟后，用去离子水洗涤10分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜14g、酒石酸钾钠40g、氢氧化钠9g和亚铁硫氰化钾10mg配成化学镀铜液，反应前再加入15mL甲醛和25mL乙醇，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下25℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，采用鼓风机自然干燥即得成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例2：

第一步：预处理及洗涤，将1克NaOH和1克乳化剂OP-10用1L水溶解配成洗涤液，80℃下用其浸泡聚酰亚胺纤维10分钟，再用水洗涤10分钟。

第二步：化学粗化，将40g高锰酸钾、40g氢氧化钾、5g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，60℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，然后再用1L水和200mL水合肼和10g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液60℃清洗20分钟，再用去离子水浸泡20分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解10g二氯化锡和50mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第四步：活化，硝酸银浓度1g/L用氨水滴加至沉淀完全溶解配制成银氨溶液，用其浸泡第三步得到的聚酰亚胺纤维30分钟后，用去离子水洗涤20分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜20g、酒石酸钾钠60g、氢氧化钠14g、氯化镍0.3g和亚铁硫氰化钾20mg配成化学镀铜液，反应前再加入15mL甲醛和25mL乙醇，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下25℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维30分钟。

第七步：敏化，用与第三步相同的敏化液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第八步：活化，用1L水溶解0.05g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第九步：化学镀镍：用1L去离子水溶解硫酸镍5g、柠檬酸钠5g、醋酸钠5g、次磷酸钠20g、硫脲0.1mg配成混合溶液，用稀硫酸调节溶液的PH值为5，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下80℃反应10分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤20分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例3：

第一步：预处理及洗涤，将2克NaOH和5克乳化剂OP-10用1L水溶解配成洗涤液，60℃下用其浸泡聚酰亚胺纤维20分钟，再用水洗涤30分钟。

第二步：化学粗化，将60g高锰酸钾、80g氢氧化钠、10g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，40℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解2g二氯化锡和10mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第四步：活化，硝酸银浓度5g/L用氨水滴加至沉淀完全溶解配制成银氨溶液，用其浸泡第三步得到的聚酰亚胺纤维10分钟后，用去离子水洗涤20分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜5g、酒石酸钾钠22g、氢氧化钠15g氯化镍2g和亚铁硫氰化钾20mg配成化学镀铜液，反应前再加入12mL 甲醛，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下25℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维5分钟。

第七步：敏化，用与第三步相同的敏化液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第八步：活化，用1L水溶解0.1g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第九步：化学镀镍：用1L去离子水溶解硫酸镍30g、次磷酸钠30g、焦磷酸钠60g、氯化铵50g配成化学镀镍反应液，氢氧化钠调节溶液的PH值为10，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，超声搅拌条件下60℃反应20分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤40分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例4：

第一步：预处理及洗涤，采用市售白猫洗涤剂与无水乙醇按10克/升的比例配制成的混合洗涤液80℃下浸泡聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第二步：化学粗化，将60g高锰酸钾、80g氢氧化钾、10g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，40℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解20g二氯化锡和40mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第四步：活化，用1L水溶解0.1g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第三步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜15g、乙二胺四乙酸二钠50g、氢氧化钠15g、氯化镍2g、联吡啶10mg、亚铁硫氰化钾10mg、配成化学镀铜液，反应前再加入8mL甲醛，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下70℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维30分钟。

第七步：敏化，用与第三步相同的敏化液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第八步：活化，用1L水溶解0.1g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第九步：化学镀镍：用1L去离子水溶解硫酸镍30g、次磷酸钠36g、柠檬酸钠14g、乳酸15g、苹果酸15g、丁二酸5g、丙酸5ml配成混合溶液，用稀硫酸调节溶液的PH值为3.5，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下85℃反应20分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤20分钟，鼓风机干燥后， 得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例5：

第一步：预处理及洗涤，用市售白猫洗涤剂与无水乙醇按100g/L的比例形成的混合洗涤液室温下浸泡聚酰亚胺纤维30分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第二步：化学粗化，将80g氢氧化钠、10g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，70℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解30g二氯化锡和60mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维5分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第四步：活化，用1L水溶解0.01g氯化钯和3mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第三步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜16g、酒石酸钾钠14g、乙二胺四乙酸二钠20g、氢氧化钠12g、联吡啶20mg、亚铁硫氰化钾10mg配成化学镀铜液，反应前再加入15mL甲醛，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下40℃反应20分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维30分钟。

第七步：敏化，用与第三步相同的敏化液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第八步：活化，用1L水溶解0.01g氯化钯和3mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第九步：化学镀镍，用1L去离子水溶解硫酸镍25g、次磷酸钠30g、醋酸钠20g、羟基乙酸钠30g、硫脲3mg配成混合溶液，用稀硫酸调节溶液的PH值为5.0，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下90℃反应20分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤60分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例6：

第一步：预处理及洗涤，采用市售白猫洗涤剂与无水乙醇按50克/升的比例配制成的混合洗涤液60℃下浸泡聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第二步：化学粗化，将20g高锰酸钾、30g氢氧化钠、1g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，70℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解10g二氯化锡和50mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第四步：活化，用1L水溶解0.3g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡 第三步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜6g、柠檬酸钠15g、次磷酸钠28g、硼酸30g、硫酸镍0.5g、硫脲0.2mg配成化学镀铜液，用氢氧化钠溶液调节PH值为9，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下70℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维20分钟。

第七步：敏化，用与第三步相同的敏化液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第八步：活化，用1L水溶解0.3g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第九步：化学镀镍，用1L去离子水溶解硫酸镍30g、次磷酸钠35g、醋酸钠10g、柠檬酸钠10g、乳酸5g、丙酸10ml配成混合溶液，用稀硫酸调节溶液的PH值为5.0，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下75℃反应30分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤20分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例7：

第一步：预处理及洗涤，用市售白猫洗涤剂与水按100g/L的比例形成的混合洗涤液室温下浸泡聚酰亚胺纤维30分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第二步：化学粗化，将20g高锰酸钾、30g氢氧化钠、1g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，70℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和100mL水合肼和5g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液70℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：敏化，用1L水溶解10g二氯化锡和50mL浓盐酸配成敏化溶液浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第四步：活化，用1L水溶解0.2g氯化钯和10mL浓盐酸配成活化溶液浸泡第三步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜10g、柠檬酸钠30g、次磷酸钠37g、硫酸镍0.3g、硫脲1mg配成化学镀铜液，用氢氧化钠溶液调节PH值为7，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下70℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维30分钟。

第七步：敏化，用与第三步相同的敏化液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第八步：活化，用与第四步相同的活化溶液浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤30分钟。

第九步：化学镀镍，用1L去离子水溶解氯化镍30g、次磷酸钠10g、醋酸钠5g、柠檬酸钠13g配成混合溶液，用稀硫酸调节溶液的PH值为4.0，将第八 步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下90℃反应30分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤30分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例8：

第一步：预处理及洗涤，用市售白猫洗涤剂与水按10g/L的比例形成的混合洗涤液80℃下浸泡聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第二步：化学粗化，将20g高锰酸钾、30g氢氧化钾、5g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，50℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：活化，用1L水溶解1g氯化钯、10g二氯化锡、300mL浓盐酸、7g锡酸钠配成胶体钯溶液进行活化处理，室温下浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维5分钟。

第四步：解胶，用2％的盐酸溶液室温下浸泡第三步得到的纤维10分钟，然后用去离子水洗涤30分钟。

8.第五步：化学镀铜：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜5g、酒石酸钾钠25g、氢氧化钠7g、氯化镍0.1g配成化学镀铜液，反应前再加入8mL甲醛和30ml乙醇，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，压缩空气搅拌条件下30℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维20分钟。

第七步：活化，用与第三步相同的胶体钯溶液对第六步得到的纤维进行活化处理，室温下浸泡5分钟。

第八步：解胶，用2％的盐酸溶液室温下浸泡第七步得到的聚酰亚胺纤维10分钟，然后用去离子水洗涤30分钟。

第九步：化学镀镍，用1L去离子水溶解氯化镍24g、次磷酸钠20g、柠檬酸钠60g、硼酸40g、氯化铵50g配成混合溶液，用氢氧化钠溶液调节溶液的PH值为8.0，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下90℃反应10分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤10分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例9：

第一步：预处理及洗涤，用市售白猫洗涤剂与水按50g/L的比例形成的混合洗涤液60℃下浸泡聚酰亚胺纤维20分钟，再用去离子水洗涤20分钟。

第二步：化学粗化，将60g高锰酸钾、80g氢氧化钾、10g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，40℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：活化，用1L水溶解5g氯化钯、30g二氯化锡、400mL浓盐酸、20g 锡酸钠配成胶体钯溶液进行活化处理，20℃下浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维3分钟。

第四步：解胶，用10％的盐酸溶液室温下浸泡第三步得到的纤维20分钟，然后用去离子水洗涤5分钟。

第五步：化学镀铜：

9.化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜14g、酒石酸钾钠40g、氢氧化钠9g和亚铁硫氰化钾10mg配成化学镀铜液，反应前再加入15mL甲醛和25mL乙醇，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，超声搅拌条件下25℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维30分钟。

第七步：活化，用与第三步相同的胶体钯溶液进行活化处理，20℃下浸泡第六步得到的聚酰亚胺纤维10分钟。

第八步：解胶，用10％的盐酸溶液室温下浸泡第七步得到的纤维20分钟，然后用去离子水洗涤5分钟。

第九步：化学镀镍，用1L去离子水溶解硫酸镍33g、次磷酸钠17g、柠檬酸钠80g、氯化铵50g配成混合溶液，用氢氧化钠溶液调节溶液的PH值为9，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，压缩空气搅拌条件下85℃反应10分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤20分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

实施例10：

第一步：预处理及洗涤，采用市售白猫洗涤剂与无水乙醇按10克/升的比例配制成的混合洗涤液80℃下浸泡聚酰亚胺纤维10分钟，再用去离子水洗涤10分钟。

第二步：化学粗化，将60g高锰酸钾、80g氢氧化钾、10g乳化剂OP-10用1L水溶解配成化学粗化液，40℃下浸泡第一步得到的聚酰亚胺纤维30分钟，然后再用1L水和300mL水合肼和20g乙二胺四乙酸二钠配成的混合洗涤液40℃清洗30分钟，再用去离子水浸泡30分钟。

第三步：活化，用1L水溶解0.5g氯化钯、10g二氯化锡、50mL浓盐酸配成胶体钯溶液进行活化处理，40℃下浸泡第二步得到的聚酰亚胺纤维10分钟。

第四步：解胶，用4％的盐酸溶液室温下浸泡第三步得到聚酰亚胺纤维5分钟，然后用去离子水洗涤20分钟。

第五步：化学镀铜：用1L去离子水溶解硫酸铜6g、柠檬酸钠15g、次磷酸钠28g、硼酸30g、硫酸镍0.5g、硫脲0.2mg配成化学镀铜液，用氢氧化钠溶液调节PH值为9，将第四步得到的聚酰亚胺纤维浸入上述化学镀铜液中，超声搅拌条件下70℃反应10分钟。

第六步：用去离子水浸泡上述第五步得到的聚酰亚胺纤维20分钟。

第七步：活化，用1L水溶解0.5g氯化钯、10g二氯化锡、50mL浓盐酸配成胶体钯溶液进行活化处理，40℃下浸泡第六步得到的聚酰亚胺纤维10分钟。

第八步：解胶，用4％的盐酸溶液室温下浸泡第七步得到纤维5分钟，然后用去离子水洗涤20分钟。

第九步：化学镀镍，用1L去离子水溶解硫酸镍60g、酒石酸钾钠25g、羟基乙酸60g配成混合溶液，反应前加入水合肼100ml，用氢氧化钠溶液调节PH值为11，将第八步得到的纤维浸入上述反应液，超声搅拌条件下90℃反应10分钟。

第十步：将第九步得到的纤维经过去离子水洗涤20分钟，鼓风机干燥后，得到成品导电聚酰亚胺纤维。

Claims (3)

1.一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：预处理及洗涤

用洗涤液除去聚酰亚胺纤维表面的杂质，洗涤温度为20～80℃，浸泡时间为10～60分钟，然后再用温水洗涤；所述的洗涤液为：采用市售洗涤剂的质量g与乙醇的体积L的配比为10～100∶1配成的混合洗涤液，或市售洗涤剂的质量g与水的体积L的配比为10～100∶1配成的混合洗涤液，或采用按NaOH的质量g、乳化剂OP-10的质量g、水的体积L的配比为1～5∶1～5∶1配制的混合洗涤液；

第二步：化学粗化

采用化学粗化液浸泡上述第一步得到的聚酰亚胺纤维，对纤维表面结构进行改性，使其表面粗糙并产生极性基团利于吸附金属离子，所述的化学粗化液为：采用按照高锰酸钾的质量g、氢氧化钠或氢氧化钾的质量g∶乳化剂OP-10的质量g∶水的体积L的配比为0～60∶30～80∶1～10∶1配制的混合溶液，在20～70℃，浸泡时间为10～30分钟；用按水合肼的体积mL、乙二胺四乙酸二钠的质量g、水的体积L的比为100～300∶5～20∶1配制的混合溶液，在40～70℃清洗，然后再用水洗涤；

第三步：敏化

用氯化亚锡溶液浸泡上述第二步得到的粗化的聚酰亚胺纤维，使其纤维表面吸附一层锡离子，敏化时间为5～30分钟，然后再用去离子水洗涤；所述的氯化亚锡溶液为：按氯化亚锡的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为2～30∶10～60∶1配制的混合溶液；

第四步：活化 

用银氨溶液或氯化钯溶液浸泡上述第三步得到的敏化后的聚酰亚胺纤维，从而形成一层银或钯的催化金属层，活化时间为3～30分钟，然后再用去离子水洗涤，得活化的聚酰亚胺纤维；所述的银氨溶液为：用氨水滴加至沉淀完全溶解的浓度为1～5g/L的硝酸银溶液；所述的氯化钯溶液为：按氯化钯的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为0.01～0.3∶3～10∶1配制的混合溶液；

或者，将第三步的敏化省略，将第四步的活化过程改为采用胶体钯直接活化然后进行解胶处理，步骤如下：

活化：直接用胶体钯溶液浸泡第二步得到的粗化的聚酰亚胺纤维进行活化，在活化温度为20～40℃条件下处理3～10分钟；所述的胶体钯溶液为：按氯化钯质量g∶氯化亚锡质量g∶浓盐酸体积mL∶锡酸钠质量g∶水的体积L比为0.5～5∶10～30∶50～400∶0～20∶1配制的混合溶液；

解胶：在质量浓度为2％～10％的盐酸溶液中浸泡上述用胶体钯活化得到的聚酰亚胺纤维，洗去表面吸附的锡离子，处理时间为5～30分钟，解胶后用去离子水洗涤，得胶体钯活化的聚酰亚胺纤维；

第五步：化学镀铜

采用下述两种方法中的一种；

方法一：

化学镀铜反应液的成分为：按硫酸铜质量g∶酒石酸钾钠质量g∶乙二胺四乙酸二钠质量g∶氢氧化钠质量g∶碳酸钠质量g∶甲醛体积mL∶甲醇或乙醇体积mL∶联吡啶质量mg∶亚铁硫氰化钾质量mg∶氯化镍质量g∶水的体积L的比5～20∶0～50∶0～50∶7～15∶0～6∶8～30∶0～30∶0～30∶0～30∶0～2∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀铜反应液，再调节溶液 的温度为25～40℃，将第四步活化的聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的聚酰亚胺纤维浸入化学镀铜反应液中反应10～30分钟；

方法二：

化学镀铜反应液的成分为：按硫酸铜质量g∶柠檬酸钠质量g∶次磷酸钠质量g∶硼酸质量g∶硫脲质量mg∶硫酸镍质量g∶水的体积L的比为6～20∶15～40∶30～40∶0～40∶0～1∶0～1∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀铜反应液，用氢氧化钠溶液调节溶液的PH值为7～10，调节溶液的温度为40～70℃，将第四步活化后的聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的聚酰亚胺纤维浸入化学镀铜反应液中反应10～30分钟；

第六步：用去离子水浸泡洗涤上述第五步得到的纤维5～30分钟后，干燥得到一种导电聚酰亚胺纤维。

2.如权利要求1所述的一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于，在权利要求1所述的第六步浸泡洗涤后不干燥，继续通过如下的步骤七～步骤十制备表面镀铜镍的导电聚酰亚胺纤维；

第七步：敏化

用氯化亚锡溶液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维，时间为5～30分钟，再用去离子水洗涤；所述的氯化亚锡溶液为：按氯化亚锡的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L的比为2～30∶10～60∶1配制的混合溶液；

第八步：活化

用氯化钯溶液浸泡第七步得到的敏化后的镀铜聚酰亚胺纤维，从而形成一层钯催化金属层，时间为5～30分钟，再用去离子水洗涤活化的镀铜聚酰亚胺纤维；所述的氯化钯溶液为：按氯化钯的质量g∶浓盐酸的体积mL∶水的体积L 的比为0.01～0.3∶3～10∶1配制的混合溶液；

或者，将第七步的敏化省略，将第八步的活化过程改为采用胶体钯直接活化然后进行解胶处理，步骤如下：

活化：直接用胶体钯溶液浸泡第六步得到的镀铜聚酰亚胺纤维进行活化，在活化温度20～40℃下处理3～10分钟；所述的胶体钯溶液：按氯化钯质量g∶氯化亚锡质量g∶浓盐酸的体积mL∶锡酸钠质量g∶水的体积L比为0.5～5∶10～30∶50～400∶0～20∶1配制的混合溶液；

解胶：在质量浓度为2％～10％的盐酸溶液中浸泡上述胶体钯活化得到的聚酰亚胺纤维，洗去表面吸附的锡离子，处理时间为5～30分钟，解胶后用去离子水洗涤，得胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维；

第九步：化学镀镍

采用下述三种方法中的一种；

方法一：

化学镀镍反应液的成分为：按硫酸镍质量g∶柠檬酸钠质量g∶氯化铵质量g∶焦磷酸钠质量g∶次磷酸钠质量g∶硫脲质量mg∶水的体积L的比为10～50∶0～50∶0～60∶0～60∶15～40∶0～5∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀镍反应液，用氢氧化钠溶液调节镀液的PH值为7～11，调节溶液的温度为30～80℃，将第八步活化后的镀铜聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维浸入化学镀镍液中反应10～30分钟；

方法二：

化学镀镍反应液的成分为：按硫酸镍质量g∶柠檬酸钠质量g∶醋酸钠质量g∶次磷酸钠质量g∶苹果酸质量g∶丁二酸质量g∶丙酸体积ml∶羟基乙酸钠 质量g∶硫脲质量mg∶水的体积L的比为10～50∶0～30∶0～30∶15～40∶0～15∶0～15∶0～10∶0～30∶0～5∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子水配制化学镀镍反应液，用稀硫酸调节溶液的PH值为3～6，调节溶液的温度为80～95℃，将第八步活化后的镀铜聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维浸入化学镀镍液中反应10～30分钟；

方法三：

化学镀镍反应液的成分为：按氯化镍或硫酸镍质量g∶酒石酸钾钠质量g∶柠檬酸钠质量g∶羟基乙酸钠质量g∶水合肼体积mL∶水的体积L的比为10～50∶10～30∶0～30∶0～60∶100～200∶1配制的混合溶液；

反应条件如下：按上述配比用去离子配制化学镀镍反应液，用氢氧化钠溶液调节溶液的PH值为8～12，调节溶液的温度为90～95℃，将第八步活化后的镀铜聚酰亚胺纤维或者上述胶体钯活化的镀铜聚酰亚胺纤维浸入化学镀镍液中反应10～30分钟；

第十步：用去离子水浸泡第九步化学镀镍得到的纤维10～60分钟，干燥，得到得到一种导电聚酰亚胺纤维。

3.如权利要求1或2所述的一种导电聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于，在权利要求1或2所述的操作过程中均可采用压缩空气搅拌或者超声搅拌。