CN104358011A - 导电纤维的制备方法及其制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种导电纤维的制备方法，包括：将待处理化学纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应，得到导电纤维。本发明还提供了一种导电纤维的制备装置，包括：苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器，待处理化学纤维依次经过所述苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器。本发明直接将待处理化学纤维经过苯胺气体吸附和氯化氢气体吸附，然后在等离子体条件下进行聚合反应，实现苯胺在普通化学纤维上的干法原位聚合，不仅不需要复杂的前处理，而且无需添加氧化剂、催化剂等，反应快速，制备工艺简单，操作及控制好，试剂消耗及浪费少，制造成本低廉，过程清洁，无废水产生。
Description
技术领域
本发明属于导电纤维技术领域，尤其涉及一种导电纤维的制备方法及其制备装置。
背景技术
导电纤维是通过电子传导和电晕放电而消除静电的功能性纤维，具有良好的导电性和耐久性，在工业、民用领域具有广泛的应用。由导电纤维制成的导电织物，具有优异的导电、导热、屏蔽、吸收电磁波等功能，广泛应用于电子、电力行业的导电网、导电工作服；医疗行业的电热服、电面、电热绷带；航空、航天、精密电子行业的电磁频蔽罩等方面。
导电纤维分为金属系导电纤维、碳黑系导电纤维、导电高分子型纤维和金属化合物型导电纤维，其中，导电高分子型纤维主要有两种，一种是采用高分子导电材料，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等本征导电聚合物直接纺丝制成的导电高分子型纤维；一种是对普通化学纤维进行变性处理，得到导电高分子型纤维。由于直接采用高分子导电材料制备导电高分子型纤维具有纺丝困难、成本较高的缺点，因此，对普通化学纤维进行变性处理是目前获得导电高分子型纤维的主要方法之一。
现有技术一般采用化学方法在普通纤维表面修饰导电聚合物形成导电涂层，从而制备导电纤维。以聚苯胺作为导电涂层的导电纤维为例，其制备方法如下：将普通纤维在含有溶胀剂和含铜离子的催化剂的苯胺酸性介质中浸渍，再浸渍氧化剂溶液后进行聚合，得到导电纤维，不仅制备工艺复杂，而且消耗大量试剂，产生大量废水。尤其对于涤纶、腈纶等较难修饰的化学纤维而言，该种方法不仅消耗大量试剂、产生大量废水，而且苯胺沉积不均匀，得到的导电纤维中聚苯胺涂层不均匀、结合牢度及导电能力较差。
为了提高聚苯胺与被加工化学纤维，如涤纶、腈纶等的结合牢度并提高复合纤维的导电性能，有人采用先对涤纶或腈纶纤维进行低温等离子体预处理，再采用化学湿法进行苯胺氧化聚合，形成聚苯胺导电涂层，该方法制备 的导电聚苯胺涤纶复合纤维具有导电性能良好、抗静电性能优良的特点，但在这种湿法制备过程中，溶液中苯胺单体、酸性介质及氧化剂三者缺一不可，不仅前处理复杂、反应时间长、试剂消耗量大，而且有大量废水产生。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导电纤维的制备方法及其制备装置，本发明提供的制备方法无需复杂的前处理，试剂消耗量小，无废水产生。
本发明提供了一种导电纤维的制备方法，包括：
将待处理化学纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行气相原位聚合反应，得到导电纤维。
优选的，还包括：
将所述导电纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应。
优选的，所述苯胺气体的流量为0～150L/h。
优选的，所述等离子体条件由等离子体聚合反应器提供，所述等离子体聚合反应器的电极间距为5mm～15mm，所述等离子体聚合反应器发生电源的输出电压为25v～50v。
优选的，所述聚合反应的时间为1s～10s。
优选的，所述待处理化学纤维为涤纶或丙纶等。
与现有技术相比，本发明将待处理化学纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应，得到导电纤维。本发明直接将待处理化学纤维经过苯胺气体吸附和氯化氢气体吸附，然后在等离子体条件下进行聚合反应，实现苯胺在待处理化学纤维上的气相原位聚合，不仅不需要复杂的前处理，而且无需添加氧化剂、催化剂等，反应快速，制备工艺简单，操作及控制好，试剂消耗及浪费少，制造成本低廉，过程清洁，无废水产生。同时，本发明提供的方法制备得到的导电纤维导电性能及抗静电性能良好，聚苯胺导电涂层较为均匀，涂层厚薄可调，且聚苯胺结合牢固。实验结果表明，本发明提供的方法得到的导电纤维的导电涂层较为均匀、导电性能优良、抗静电性能较好，涂层结合较为牢固，水洗烘干10次后导电性能基本无变化。
本发明还提供了一种导电纤维的制备装置，包括：苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器，待处理化学纤维依次经过所述苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器。
优选的，还包括：退绕装置和卷绕装置，待处理化学纤维依次经过所述退绕装置、苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器、等离子体聚合反应器和卷绕装置。
优选的，所述等离子体聚合反应器包括：
石英管反应器；
设置在所述石英管反应器内壁上的放电电极；
设置在所述石英管反应器外壁上的接地电极；
分别与所述放电电极和接地电极相连接的等离子体发生电源；
所述待处理化学纤维经过所述石英管反应器。
优选的，所述苯胺气体发生器包括：
苯胺溶液存储装置，所述苯胺溶液存储装置上设置有密封盖；
所述密封盖上设置有进气管，所述进气管的管口位于苯胺溶液的液面以下；所述进气管上设置有流量计；
所述密封盖上设置有出气管，所述出气管的一端管口位于苯胺溶液的液面以上，另一端管口与苯胺气体存储装置相通；
所述待处理化学纤维经过所述苯胺气体存储装置。
本发明提供的导电纤维的制备装置包括：苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器，待处理化学纤维依次经过所述苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器。本发明直接将待处理化学纤维经过苯胺气体吸附和氯化氢气体吸附，然后在等离子体条件下进行聚合反应，实现苯胺在待处理化学纤维上的气相原位聚合，不仅不需要复杂的前处理，而且无需添加氧化剂、催化剂等，反应快速，制备工艺简单，操作及控制好，试剂消耗及浪费少，制造成本低廉，过程清洁，无废水产生。本发明提供的制备装置结构简单，易于操作。另外，本发明提供的制备装置可方便地安装于纺织机中，实现导电织物的制备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于导电纤维的制备装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的苯胺气体发生器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的氯化氢气体发生器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的等离子体聚合反应器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的退绕装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的卷绕装置的结构示意图；
图7为本发明实施例制备的导电涤纶纤维的SEM照片；
图8为本发明实施例采用的涤纶纤维的SEM照片；
图9为本发明实施例制备的导电丙纶纤维的SEM照片；
图10为本发明实施例采用的丙纶纤维的SEM照片。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了导电纤维的制备方法，包括：
将待处理化学纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应，得到导电纤维。
本发明以普通化学纤维为原料，将其依次经过苯胺气体和氯化氢气体后，使苯胺在等离子体条件下进行原位聚合反应，在普通化学纤维表面形成导电涂层，无需氧化剂即可制备得到导电性能良好的导电纤维。
在本发明中，所述待处理化学纤维为需要进行导电涂层修饰的化学纤维，本发明对其并无特殊限制，如涤纶、腈纶、丙纶、聚酰胺纤维等，优选为涤纶或丙纶。本发明对所述涤纶纤维没有特殊限制，市售的涤纶纱线即可，例如规格为150D/299F的涤纶纱线等。
首先将待处理化学纤维经过苯胺气体，即在苯胺气体环境下使苯胺吸附在待处理化学纤维表面。具体而言，本发明优选使待处理化学纤维经过苯胺气体发生器，使新形成的苯胺气体吸附于待处理化学纤维表面。在本发明中，待处理化学纤维经过苯胺气体时，苯胺气体的流量优选为0～150L/h，更优选为10L/h～120L/h，最优选为30L/h～90L/h。本发明对所述待处理化学纤维的速度没有特殊限制，在待处理化学纤维表面吸附足够量的苯胺气体即可，本领域技术人员可以根据需要通过实验确定。在直接制备织物时，所述待处理化学纤维的速度与织机要求的纬线速度相同，即可实现聚苯胺导电涂层修饰后直接制备织物。作为优选，所述苯胺气体以含氮气的气体作为载体，所述含氮气的气体包括空气或者纯氮气。
经过苯胺气体后，将所述待处理化学纤维继续经过氯化氢气体，即在氯化氢气体环境下使氯化氢吸附在待处理化学纤维表面。具体而言，本发明优选使用待处理化学纤维经过氯化氢气体发生器，使新形成的氯化氢气体吸附于待处理化学纤维表面。在本发明中，待处理化学纤维经过氯化氢气体时，氯化氢气体的流量优选为0～150L/h，更优选为10L/h～120L/h，最优选为30L/h～90L/h。本发明对所述待处理化学纤维的速度没有特殊限制，在待处理化学纤维表面吸附足够量的氯化氢气体即可，本领域技术人员可以根据需要通过实验确定。作为优选，所述待处理化学纤维经过苯胺气体的速度和经过氯化氢气体的速度相同。
依次经过苯胺气体和氯化氢气体后，待处理化学纤维表面吸附有苯胺和氯化氢，然后在等离子体条件下进行聚合反应，苯胺在氯化氢和等离子体存在的作用下在待处理化学纤维上原位聚合，形成聚苯胺导电层，得到导电纤维。
在本发明中，所述等离子体条件由等离子体聚合反应器提供，即，所述聚合反应在等离子体聚合反应器中进行。所述等离子体聚合反应器包括石英管反应器、分别设置在石英管反应器上的放电电极和接地电极和分别与所述放电电极和接地电极相连接的等离子体发生电源。在本发明中，所述等离子体聚合反应器的电极间距优选为5mm～15mm，更优选为8mm。采用上述等离子体聚合反应器进行聚合反应时，所述等离子体聚合反应器发生电源的输出电压优选为25v～50v，更优选为32v；此时，所述聚合反应的时间优选为1s～10s， 更优选为3s。所述聚合反应优选在空气条件下进行。
聚合反应完毕后，即可得到导电纤维。得到导电纤维后，还可进一步采用苯胺对所述导电纤维进行再次修饰，具体步骤如下：
将所述导电纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应。
对导电纤维进行第二次修饰的过程与第一次修饰的过程基本相同，本发明在此不再赘述，第二次修饰过程中各步骤的工艺条件和参数，本领域技术人员根据需要自行选择即可，本发明没有特殊限制。
本发明直接将待处理化学纤维经过苯胺气体吸附和氯化氢气体吸附，然后在等离子体条件下进行聚合反应，实现苯胺在待处理化学纤维上的干法原位聚合，不仅不需要复杂的前处理，而且无需添加氧化剂、催化剂等，反应快速，制备工艺简单，操作及控制好，试剂消耗及浪费少，制造成本低廉，过程清洁，无废水产生。同时，本发明提供的方法制备得到的导电纤维导电性能及抗静电性能良好，聚苯胺导电涂层较为均匀，涂层厚薄可调，且聚苯胺结合牢固。
本发明还提供了一种导电纤维的制备装置，包括：苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器，待处理化学纤维依次经过所述苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器。
参见图1，图1为本发明实施例提供的导电纤维的制备装置的结构示意图，其中，1为苯胺气体发生器，2为氯化氢气体发生器，3为等离子体聚合反应器。
本发明使待处理化学纤维依次经过苯胺气体发生器1、氯化氢气体发生器2，使待处理化学纤维表面吸附有苯胺和氯化氢，然后在等离子体聚合反应器3中进行聚合反应，得到导电纤维。
在本发明中，所述苯胺气体发生器的作用在于产生苯胺气体，使待处理化学纤维经过时表面吸附苯胺。在本发明中，所述苯胺气体发生器优选包括：
苯胺溶液存储装置，所述苯胺溶液存储装置上设置有密封盖；
所述密封盖上设置有进气管，所述进气管的管口位于苯胺溶液的液面以下；所述进气管上设置有流量计；
所述密封盖上设置有出气管，所述出气管的一端管口位于苯胺溶液的液面以上，另一端管口与苯胺气体存储装置相通；
所述待处理化学纤维经过所述苯胺气体存储装置。
参见图2，图2为本发明实施例提供的苯胺气体发生器的结构示意图，其中，21为苯胺溶液存储装置，22为设置在苯胺溶液存储装置21上的密封盖，23为设置在密封盖22上的进气管，进气管23的一端管口位于苯胺溶液液面以下，另一端管口通过流量计27与进气泵24相连通，25为设置在密封盖22上的出气管，出气管25的一端管口位于苯胺溶液的液面以上，另一端管口与苯胺气体存储装置26相连通。
通过进气泵24向苯胺溶液存储装置21中充入氮气或其他气体，使其中的苯胺以气体的形式扩散至苯胺气体存储装置26中，待处理化学纤维经过苯胺气体存储装置26时，将苯胺气体吸附至待处理化学纤维表面。
具体而言，苯胺气体存储装置26可以为两端相对封闭的管，苯胺气体充满管内，待处理化学纤维经过该管时吸附苯胺气体。
在其他实施例中，所述苯胺气体发生器还包括设置在进气管23上的阀门和气体流量计，用于调控苯胺气体存储装置26中苯胺气体的饱和状态以及均匀性，从而最终控制待处理化学纤维对苯胺气体的吸附量。
在本发明中，所述氯化氢气体发生器的作用在于产生氯化氢气体，使待处理化学纤维经过时表面吸附氯化氢。在本发明中，所述氯化氢气体发生器优选包括：
盐酸溶液存储装置，所述盐酸溶液存储装置上设置有密封盖；
所述密封盖上设置有进气管，所述进气管的管口位于盐酸溶液的液面以下；
所述密封盖上设置有出气管，所述出气管的一端管口位于盐酸溶液的液面以上，另一端管口与氯化氢气体存储装置相通；
所述待处理化学纤维经过所述氯化氢气体存储装置。
参见图3，图3为本发明实施例提供的氯化氢气体发生器的结构示意图，其中，31为盐酸溶液存储装置，32为设置在盐酸溶液存储装置31上的密封盖，33为设置在密封盖32上的进气管，进气管33的一端管口位于盐酸溶液液面以下另一端管口与进气泵34相连通，35为设置在密封盖22上的出气管，出气管35的一端管口位于盐酸溶液的液面以上，另一端管口与氯化氢气体存储装置36相连通。
通过进气泵34向盐酸溶液存储装置31中充入过滤空气，使其中的氯化氢以气体的形式扩散至氯化氢气体存储装置36中，待处理化学纤维经过氯化氢气体存储装置36时，将氯化氢气体吸附至待处理化学纤维表面。
具体而言，氯化氢气体存储装置36可以为两端封闭的管，氯化氢气体充满管内，待处理化学纤维经过该管时吸附氯化氢气体。
在其他实施例中，所述氯化氢气体发生器还包括设置在进气管33上的阀门和气体流量计，用于调控氯化氢气体存储装置36中氯化氢气体的饱和状态以及均匀性，从而最终控制待处理化学纤维对氯化氢气体的吸附量。
在本发明中，等离子体聚合反应器3的作用在于提供等离子体环境，使苯胺在待处理化学纤维上原位干法聚合。在本发明中，等离子体聚合反应器3优选包括：
石英管反应器；
设置在所述石英管反应器内壁上的放电电极；
设置在所述石英管反应器外壁上的接地电极；
分别与所述放电电极和接地电极相连接的等离子体发生电源；
所述待处理化学纤维经过所述石英管反应器。
参见图4，图4为本发明实施例提供的等离子体聚合反应器的结构示意图，其中，41为石英管反应器，42为设置在石英管反应器41内壁上的放电电极，43为设置在石英管反应器41外壁上的接地电极，44为等离子体发生电源。
在本发明中，石英管反应器41为苯胺的聚合反应提供场所，其内壁上设置有放电电极42，外壁设置有接地电极43，放电电极42与等离子体发生电源44的高压输出端相连，接地电极43与等离子体发生电源44的接地电极相连。放电电极42和接地电极43平行设置，通过高压放电产生等离子体。在本发明的一个实施例中，放电电极42和接地电极43的间距可以为5mm～15mm，优选为8mm。在本发明的另一个实施例中，放电电极42和接地电极43均为不锈钢丝网电极。
为安全起见，在本发明的另一个实施例中，还包括容纳石英管反应器41的石英管保护罩45。
在本发明的另一个实施例中，还包括设置于石英管保护罩45外部或者石英管反应器41外部的散热器46，用于对石英管反应器41进行散热。散热器46 可以是散热风扇，本发明对此并无特殊限制。
在本发明的另一个实施例中，还包括支架，支架的作用在于支持石英管反应器41。
本发明使待处理化学纤维依次通过苯胺气体发生器1、氯化氢气体发生器2和等离子体聚合反应器3，同时控制相应的反应条件，即可完成苯胺的原位干法聚合，在普通化学纤维表面形成聚苯胺导电层，得到导电纤维。
本发明优选将苯胺气体发生器1的苯胺气体存储装置、氯化氢气体发生器2的氯化氢气体存储装置和等离子体聚合反应器3的反应器的轴中心调节至一条直线上，使待处理化学纤维依次经过苯胺气体发生器1、氯化氢气体发生器2和等离子体聚合反应器3，从而均匀吸附苯胺和氯化氢，形成均匀的聚苯胺导电涂层。
在本发明的一个实施例中，除了苯胺气体发生器1、氯化氢气体发生器2和等离子体聚合反应器3，还包括退绕装置4和卷绕装置5，退绕装置4的目的在于放线，卷绕装置5的目的在于收线，待处理化学纤维由退绕装置4放出，经过苯胺气体发生器1、氯化氢气体发生器2和等离子体聚合反应器3后，由卷绕装置5收集。
在本发明中，所述退绕装置优选包括：
用于缠绕待处理化学纤维的退绕轴；
用于调节待处理化学纤维张力的张力装置。
参见图5，图5为本发明实施例提供的退绕装置的结构示意图，其中，51为退绕轴，52为张力装置。
待处理化学纤维缠绕在退绕轴51上，放线后经过张力装置52调节张力再经过苯胺气体发生器2。
在本发明的另一个实施例中，退绕装置4还包括可调节装置，可调节装置用于调节退绕轴的位置，使退绕的待处理化学纤维与苯胺气体发生器1中的苯胺气体存储装置位于一条直线上。
在本发明中，所述卷绕装置优选包括：
用于缠绕待处理化学纤维的卷绕盘；
用于调节待处理化学纤维张力的张力装置；
用于驱动卷绕盘的可调节驱动电机。
参见图6，图6为本发明实施例提供的卷绕装置的结构示意图，其中，61为卷绕盘，62为张力装置。
苯胺在等离子体聚合反应器聚合完毕形成导电纤维后，在可调节驱动电机(未在图中示出)的作用下，经过张力装置62调节张力后卷绕于卷绕盘上形成纤维卷，从而直接进行下一步应用。
在本发明的另一个实施例中，卷绕装置5还包括可调节装置，可调节装置用于调节卷绕盘的位置，使得到的导电纤维与等离子体聚合反应器的反应器位于一条直线上。
本发明提供的制备装置的使用方法如下：
将卷绕有待处理化学纤维的退绕装置、苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器、等离子体聚合反应器和卷绕装置安装好，使待处理化学纤维由退绕装置依次经过苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器后卷绕于卷绕装置上；
经过苯胺气体发生器时，苯胺气体的流量优选为0～150L/h，更优选为10L/h～120L/h，最优选为30L/h～90L/h；经过氯化氢气体发生器时，氯化氢气体的流量优选为0～150L/h，更优选为10L/h～120L/h，最优选为30L/h～90L/h；经过等离子体聚合反应器时，其电极间距优选为5mm～15mm，更优选为8mm；等离子体发生电源的输出电压优选为25v～50v，更优选为32v；聚合反应的时间优选为1s～10s，更优选为3s。
本发明提供的导电纤维的制备装置结构简单，使用方便，能够制备得到导电性能优良、抗静电性能好的导电纤维。
另外，本发明提供的制备装置可方便地安装于织机中，实现导电织物的制备。例如，可以将本发明提供的制备装置安装于织机的储纬器和引纬装置之间，待处理化学纤维卷绕于储纬器上，经过苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器修饰得到导电纤维后直接由引纬装置引出，作为纬线与经线编织得到织物。
为进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的导电纤维的制备方法及其制备装置进行详细描述。
实施例1
参见图1，导电纤维的制备装置包括：退绕装置4、苯胺气体发生器1、氯 化氢气体发生器2、等离子体聚合反应器3和卷绕装置5，其中，苯胺气体发生器包括：苯胺溶液储瓶，设置在苯胺溶液储瓶上的密封盖，位于苯胺溶液液面以下的进气管，进气管通过流量计与进气泵相连，位于苯胺溶液液面以上的出气管，与出气管另一端相连的苯胺气体存储管；
氯化氢气体发生器包括：盐酸溶液储瓶，设置在盐酸溶液储瓶上的密封盖，位于盐酸液面以下的进气管，位于盐酸液面以上的出气管，与出气管另一端相连的氯化氢气体存储管；
等离子体聚合反应器3包括：规格为400mm*10mm*10mm的石英管反应器，其壁厚为2mm；设置在石英管反应器外壁上的不锈钢丝网接地电极，规格为300mm*10mm；设置在石英管反应器内壁上的不锈钢丝网放电电极，尺寸为300mm*2mm；分别与接地电极和放电电极相连的等离子体发生电源；接地电极和放电电极的间距为8mm。
实施例2～4
以规格为150D/299F、比电阻平均值为2500MΩ·cm、长度为2m的涤纶纱线为原料，在实施例1提供的制备装置中进行聚苯胺修饰，修饰过程中，苯胺气体发生器中，以氮气作为进气，氮气的鼓气量分别为30L/h、60L/h和90L/h；氯化氢气体发生器中，以空气作为进气，空气的鼓气量相应的分别为30L/h、60L/h和90L/h；等离子聚合反应器中，等离子体发生电源的输出电压为32v，聚合时间为3s，即纱线在等离子聚合反应器中的停留时间为3s，得到导电纤维。
对实施例4制备的导电纤维及原涤纶纤维进行扫描电镜观察，结果参见图7和图8，图7为本发明实施例制备的导电纤维的SEM照片；图8为本发明实施例采用的涤纶纤维的SEM照片。由图7和图8可知，本发明提供的方法得到的导电纤维的导电涂层分布较为均匀。
按照合成短纤维比电阻国标方法(GBT14342-1993)，将得到的导电纤维静止24h，测定其体积比电阻值，结果参见表1，表1为本发明实施例2～4提供的涤纶纤维的测定结果。
表1 本发明实施例2～4提供的涤纶纤维的测定结果
由表1可知，采用本发明提供的方法对涤纶纤维经过上述聚苯胺改性后，涤纶导电纤维的比电阻分别下降了56倍、640倍及7万倍，其导电性显著改善。并且经过10次水洗后检查，涤纶导电纤维的比电阻基本没有改变，说明这种方法修饰的聚苯胺与涤纶纤维的结合力很牢固。
实施例5
将实施例3制备得到的导电纤维按照实施例3相同的条件进行第二次修饰，并按照相同的方法对得到的涤纶纤维进行检测，结果参见表2，表2为本发明实施例5提供的涤纶纤维的测定结果。
表2 本发明实施例5提供的涤纶纤维的测定结果
由表2可知，经过二次修饰后涤纶纤维的比电阻值继续下降，导电性可以继续提高。
实施例6～8
采用与实施例2～4相同的方法对丙纶纤维进行了苯胺单体在丙纶纤维表面的干法原位聚合，得到了聚苯胺/丙纶导电纤维。
对实施例8制备的导电纤维及原丙纶纤维进行扫描电镜观察，结果参见图9和图10，图9为本发明实施例制备的导电纤维的SEM照片；图10为本发明实施例采用的丙纶纤维的SEM照片。由图9和图10可知，本发明提供的方法得到 的导电纤维的导电涂层分布较为均匀。
按照合成短纤维比电阻国标方法(GBT14342-1993)，将得到的导电纤维静止24h，测定其体积比电阻值，结果参见表3，表3为本发明实施例6～8提供的丙纶纤维的测定结果。
表3 本发明实施例6～8提供的丙纶纤维的测定结果
由表3可知，丙纶纤维经过上述方法聚苯胺改性后，其比电阻分别下降了500倍、185倍及76倍，导电性均得到显著改善。并且经过10次水洗后检查，改性丙纶样品的比电阻基本没有改变，说明这种方法修饰的聚苯胺与丙纶纤维的结合力十分牢固。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种导电纤维的制备方法，包括：
将待处理化学纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应，得到导电纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
将所述导电纤维依次经过苯胺气体和氯化氢气体后在等离子体条件下进行聚合反应。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯胺气体的流量为0～150L/h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体条件由等离子体聚合反应器提供，所述等离子体聚合反应器的电极间距为5mm～15mm，所述等离子体聚合反应器发生电源的输出电压为25v～50v。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的时间为1s～10s。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述待处理化学纤维为涤纶或丙纶。
7.一种导电纤维的制备装置，其特征在于，包括：苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器，待处理化学纤维依次经过所述苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器和等离子体聚合反应器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：退绕装置和卷绕装置，待处理化学纤维依次经过所述退绕装置、苯胺气体发生器、氯化氢气体发生器、等离子体聚合反应器和卷绕装置。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述等离子体聚合反应器包括：
石英管反应器；
设置在所述石英管反应器内壁上的放电电极；
设置在所述石英管反应器外壁上的接地电极；
分别与所述放电电极和接地电极相连接的等离子体发生电源；
所述待处理化学纤维经过所述石英管反应器。
10.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述苯胺气体发生器包括：
苯胺溶液存储装置，所述苯胺溶液存储装置上设置有密封盖；
所述密封盖上设置有进气管，所述进气管的管口位于苯胺溶液的液面以下；所述进气管上设置有流量计；
所述密封盖上设置有出气管，所述出气管的一端管口位于苯胺溶液的液面以上，另一端管口与苯胺气体存储装置相通；
所述待处理化学纤维经过所述苯胺气体存储装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date of registration: 20190613 Address after: 215200 Yadu Building, 99 Qiangwu Road, Shengze Town, Wujiang City, Jiangsu Province - 1611 Patentee after: Suzhou Xunxuan Textile Co.,Ltd. Address before: 215228 No. 1188 west two ring road, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou, Jiangsu. Patentee before: Suzhou Shengze science and Technology Pioneer Park Development Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20210601 Address after: 215200 West District 510, 5th floor, Hongwei building, 8 Shengtan Road, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Suzhou Jumeng Textile Co.,Ltd. Address before: 215200 Yadu Building, 99 Qiangwu Road, Shengze Town, Wujiang City, Jiangsu Province - 1611 Patentee before: Suzhou Xunxuan Textile Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20220117 Address after: 215200 No.3, building 9, West District, third branch of Oriental silk market, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Suzhou Zhongsheng Textile Co.,Ltd. Address before: 215200 West District 510, 5th floor, Hongwei building, 8 Shengtan Road, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Suzhou Jumeng Textile Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20230510 Address after: 215200 No. 3083, South Third Ring Road, Daxie village, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Suzhou Wenge Textile Co.,Ltd. Address before: 215200 No.3, building 9, West District, third branch of Oriental silk market, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Suzhou Zhongsheng Textile Co.,Ltd. |