CN106968023A - 具有皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于湿纺纤维制造技术领域，具体涉及一种中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法。本发明提供一种导电高分子复合纤维，其具有皮芯结构，具有皮层和芯层，且所述芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构；其中，皮层和芯层中至少一层为导电层，皮层和芯层均由高分子材料为基体制成。本发明通过改变皮层和芯层的纺丝原液挤出速率可以方便地控制纤维皮层和芯层的厚度，进一步调节纤维的力学性能和电学性能。本发明方法与传统导电纤维相比，纤维密度小，导电逾渗值低，应变响应范围大(最大可超过300％)，可实现连续化生产。

Description

具有皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于湿纺纤维制造技术领域，具体涉及一种中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法。
背景技术
高分子复合纤维的制备方法多种多样，其中湿法纺丝因其条件温和、工艺简单、易于规模化生产成为目前广泛使用的高分子复合纤维制备工艺之一。
研究发现，导电高分子复合纤维在机械外力、有机气体、溶剂、温度场、磁场等外界刺激下，复合材料中导电网络结构会发生变化，进一步引起纤维电阻发生相应变化，这使其成为一种理想的传感器件。其中，导电复合纤维的应力敏感行为引起了人们广泛关注。传统的导电高分子复合纤维因制备工艺限制，即导电填料的加入往往导致复合纤维的韧性变差，材料应变响应范围往往过小，其性能无法满足使用要求。2015年，Dengpan Lai等通过湿纺工艺制备出多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚醋酸乙烯酯(PVA)湿纺纤维，发现纯PVA湿纺纤维的最大断裂伸长率为17.9％，掺杂质量分数为27.6％的MWCNTs后，其杨氏模量从纯PVA的6.7GPa上升到12.8GPa，但其断裂伸长率降至7.9％(Dengpan Lai，Yizhe Wei,Liming Zou,et al.Wet spinning of PVA composite fibers with a large fraction of multi-walled carbon nanotubes.Progress in Natural Science；2015；25:445-452)。2016年，Shayan Seyedin等利用湿纺工艺分别以炭黑(CB)、单壁碳纳米管(SWCNTs)、化学修饰石墨烯为填料，制备了聚氨酯(PU)复合纤维，发现使用SWCNTs填充的纤维具备相对较大的应变响应范围(纤维为实心)，但其最大响应应变仅为60％(Shayan Seyedin,Joselito MRazal,Peter C Innis，et al.，A facile approach to spinning multifunctionalconductive elastomer fibres with nanocarbon fillers，Smart Materials andStructures,2016；25:035015)，显然无法满足大应变范围下材料的使用要求。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种新型的具有中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维，所得纤维中导电填料均匀地分布在导电层，皮层和芯层可采用同种高分子基体，也可以采用不同种类的高分子基体，很好地解决了电学和力学性能不能兼备的问题。
本发明的技术方案：
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种导电高分子复合纤维，其具有皮芯结构，具有皮层和芯层，且所述芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构；其中，皮层和芯层中至少一层为导电层，皮层和芯层均由高分子材料为基体制成。
进一步，所述导电层由高分子材料和导电填料制成。
本发明中，皮层和芯层的质量比根据实际需要调节即可，导电层中根据实际需要调节高分子材料与导电填料的用量比例即可。
进一步，所述的高分子材料选自天然高分子和合成高分子；
其中，天然高分子材料包括纤维素、木质素、甲壳素、胶原蛋白、蚕丝蛋白、壳聚糖(CS)、天然橡胶；
合成高分子包括聚酰胺(PA)(包括尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010)、聚乙烯醇(PVA)、聚芳砜酰胺(PSA)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯共聚物(EPDM)、氢化级苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚己内酯(PCL)、聚砜(PSF)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、间位芳香族聚酰胺(PMIA)、聚丙烯酸丁酯(PBA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚对苯撑苯并双噁唑纤维(PBO)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇脂(PBS)、聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑](PIPD)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、热塑性聚氨酯(TPU)，以及其他的可用于湿纺成型的热塑性弹性体(TPE)、可用于湿纺成型的热塑性橡胶(TPR)或可用于湿纺成型的合成橡胶等高分子材料。优选为热塑性聚氨酯(TPU)。
进一步，所述导电填料选自石墨烯、碳纳米管、碳纤维、金属纳米线、金属纳米颗粒、金属氧化物颗粒或炭黑中的至少一种；优选为多壁碳纳米管(MWCNTs)。
进一步的，所述导电高分子复合纤维还包括导电固定单元和导线，所述导电高分子复合纤维两端通过导电固定单元各连接有一导线，所述导线与电性能测量仪器相连。
优选的，所述导线固定单元为银胶、双组份环氧胶或无机导电胶中的至少一种；优选为银胶。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述导电高分子复合纤维的制备方法，具体为：皮层纺丝原液和芯层纺丝原液采用湿法同轴挤出纺丝工艺，其中，皮层纺丝原液的挤出速率与芯层纺丝原液的挤出速率的比例为0.08：1～90：1。
进一步，所述导电高分子复合纤维的制备方法包括如下步骤：
1)制备纺丝原液：
绝缘纺丝原液的制备：将高分子材料加入有机溶液中搅拌至完全溶解；
导电纺丝原液的制备：将导电填料与有机溶剂混合，超声处理，后加入高分子材料机械搅拌至完全溶解，再次超声，使导电填料在高分子材料中分散均匀，最后对其再次搅拌混匀；
2)将制备的纺丝原液转移到注射器中，绝缘纺丝原液或导电纺丝原液通过同轴针头的内层针管(此时绝缘纺丝原液或导电纺丝原液即为芯层纺丝原液)或外层针管(此时绝缘纺丝原液或导电纺丝原液即为皮层纺丝原液)挤出，导电纺丝原液通过同轴针头的外层或内层针管挤出，然后同时进入凝固浴，并使用牵引装置对制备的纤维进行牵引拉伸，牵引速率为0～100m/min；待纤维完全凝固并充分干燥，即可制得芯层为绝缘层或导电层，皮层为导电层或绝缘层的导电高分子复合纤维；芯层或皮层中至少一层为导电层。
进一步，所述导电高分子复合纤维的制备方法中，外层针管与内层针管内径比例为10：1～10：9。
进一步，所述导电高分子复合纤维的制备方法还包括：步骤3)通过导线固定单元在导电高分子复合纤维的两端引入导线。
优选的，所述凝固浴为无水乙醇、去离子水或甲醇；更优选的为去离子水。
优选的，所述有机溶剂为N-N二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、1-环己基-2-吡咯烷酮(CHP)、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇乙二酸酯、丙酮、二甲苯、甲酸、乙二酸乙二醇酯或乳酸乙酯；更优选为N-N二甲基甲酰胺。
进一步，牵引速率为1～30m/min。
本发明的有益效果：
1、本发明通过改变皮层和芯层的纺丝原液挤出速率可以方便地控制纤维皮层和芯层的厚度，进一步调节纤维的力学性能和电学性能。
2、本发明可以通过改变皮层、芯层纺丝原液中高分子材料或导电填料，实现多种组合，制备出不同类型的导电复合纤维。
3、本发明方法与传统导电纤维相比，纤维密度小，导电逾渗值低，应变响应范围大(最大可超过300％)，可实现连续化生产。
本发明提供一种性能优异、结构独特的导电高分子复合纤维，可应用于电子皮肤、人体健康监测、运动监测、可穿戴电子、人机交互等领域。本发明方法可使导电填料均匀地分布在复合纤维的导电层，赋予复合纤维优异的电学性能，导电填料的加入亦显著提高了复合纤维的力学性能。而且复合纤维具有特殊的中空、多孔结构，其质量较轻、综合性能优异。本发明制备的复合纤维，可通过实时记录应力场中电阻的变化来监测试样外界应力变化，可实现人体健康监测、肢体运动监测等；本导电复合纤维制备工艺简单，成本低，可批量生产。
附图说明：
图1a、b为本发明实施例1制备的湿纺复合纤维扫描电镜图片。
图2a为本发明实施例1中制备的皮层为MWCNTs/TPU、芯层为纯TPU结构的复合纤维的应力应变测试曲线以及作为对比样的皮层为纯TPU、芯层为纯TPU的复合纤维的应力应变测试曲线；图2b为本发明实施例1中制备的皮层为MWCNTs/TPU、芯层为纯TPU复合纤维的电性能的响应度随着应变的变化曲线。
图3为本发明实施例1制备的皮(MWCNTs/TPU)芯(纯TPU)结构的复合纤维在20％循环应变下1000个循环应力敏感行为曲线；插图为前10个循环的放大图。
图4为本发明实施例2制备的皮(CB/TPU)芯(纯TPU)结构复合纤维的扫描电镜图片。
图5a为本发明实施例2制备的皮(CB/TPU)芯(纯TPU)结构复合纤维的应力应变曲线；图5b则为本发明实施例2制备的皮(CB/TPU)芯(纯TPU)结构复合纤维的电性能响应度随着应变的变化曲线；图5c为本发明实施例2制备的皮(CB/TPU)芯(纯TPU)结构的复合纤维在100％循环应变下10个循环的应力敏感行为曲线。
图6a和6b分别为实施例3中，皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液挤出速率的比值为10：1和1：10制备的湿纺纤维的电镜图片，及其相应的应力应变曲线(图7a)和电性能响应度随应变变化曲线(图7b)。
图8为对比例2制备的MWCNTs在纤维中质量分数为10％的湿纺复合纤维不同倍率下的扫描电镜图片。
图9a为对比例1和对比例2中MWCNTs质量分数分别为8％和10％时湿纺复合纤维的应力应变曲线；图9b为对比例1和对比例2中MWCNTs质量分数分别为8％和10％时湿纺复合纤维电性能响应度随应变的变化曲线。
图10a和图10b为对比例3所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图10可知所得导电复合纤维不具有皮芯、中空、多孔结构。
图11a和图11b为对比例4所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图11可知所得导电复合纤维不具有皮芯、中空结构。
图12a和图12b为对比例5所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图12可知所得导电复合纤维的芯层不具备中空结构。
具体实施方式
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维，包括皮层、芯层和内部中空；皮层和芯层中至少有一层为导电层，即皮层和芯层可均为导电层，也可以一层为导电层，另一层为绝缘层。所述导电层和绝缘层呈现疏松多孔的结构。所述导电层和绝缘层均由高分子材料为基体材料制成，但是导电层内部存在由导电填料 所构建的导电网络，用于电荷传递。
本发明中所述导电高分子复合纤维的制备方法包括如下步骤：
1)制备纺丝原液：
绝缘纺丝原液的制备：将高分子材料加入有机溶液中搅拌至完全溶解；
导电纺丝原液的制备：将导电填料与有机溶剂混合，超声处理，后加入高分子材料机械搅拌至完全溶解，再次超声，使导电填料在高分子材料中分散均匀，最后对其再次搅拌混匀；
2)将制备的纺丝原液转移到注射器中，绝缘纺丝原液通过同轴针头内层(或外层)针管挤出，导电纺丝原液通过同轴针头的外层(或内层)针管挤出，然后同时进入凝固浴，并使用牵引装置对制备的纤维进行一定程度的牵引拉伸；待纤维完全凝固并充分干燥，即可制得芯层为绝缘层(或导电层)，皮层为导电层(或绝缘层)的导电高分子复合纤维。
3)最后，通过导线固定单元在导电纤维的两端引入导线。
本发明中，还可以使用两种不同的导电纺丝原液(可以为导电填料种类不同、导电填料含量不同、高分子基体不同、导电填料种类，含量和高分子基体都不同)或者使用同种导电纺丝原液分别连接同轴针头的内层和外层针管挤出，同时进入凝固浴停留一段时间至纤维完全凝固并充分干燥，即可制得皮层、芯层均导电的中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维。
以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不因此将本发明作限制在所述的实施例范围之中。
实施例1具有中空、多孔、皮芯结构的MWCNTs导电高分子复合纤维的制备
具体制备步骤为：
1)导电纺丝原液制备方法为：先将MWCNTs(0.43g，MWCNTs的质量分数为8％，MWCNTs的质量分数是MWCNTs占MWCNTs与TPU质量和的比例)加入到N-N二甲基甲酰胺(DMF)(20mL)中放在超声波清洗器中超声10min，然后加入TPU(5g)，使用磁力搅拌器搅拌至TPU完全溶解，接着将混合的MWCNTs/TPU溶液放入超声清洗器中超声1h，使MWCNTs在TPU基体中均匀分散，最后使用磁力搅拌器对其再次搅拌30min；
2)绝缘纺丝原液制备方法为：将TPU(5g)颗粒加入DMF(20ml)溶液中，使用磁力搅拌器搅拌至TPU完全溶解；
3)将制备的纺丝原液转移到注射器中，绝缘纺丝原液(纯TPU溶液)通过同轴针头的内层针管挤出(挤出速率为1.1mL/min)，导电纺丝原液(MWCNTs/TPU)通过同轴针头的外层针管挤出(挤出速率为0.38mL/min)，采用同一个注射泵同时推挤上述两个体积不同的注射器，需保证皮层及芯层试样同时进入凝固浴(去离子水)中并停留30min(即牵引速率为0)至纤 维完全凝固；所用外针管内径为1.64mm，内针管内径为0.52mm(两者比例为3.154：1)。
4)将制备的复合纤维先在通风橱中放置24h，接着在烘箱中80℃热烘12h即可制得内层为绝缘层(纯TPU层)，外层为导电层(MWCNTs/TPU层)的具有中空、多孔、皮芯结构导电高分子复合纤维(制备的纤维的外径约为2.230mm，内径约为0.807mm)；
5)最后在纤维两端用银胶连接铜胶带。
性能测试：
图1为实施例1所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图1a可知本发明所得导电复合纤维呈现一种中空、多孔结构(芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构)；由图1b可知，纤维的芯层(纯TPU)较为疏松，而MWCNTs的加入使纤维的皮层(MWCNTs/TPU)变得相对致密；由于皮层和芯层均选用TPU作为高分子基体，皮层和芯层没有明显的界面，展示出了良好的界面相容性。
图2a为实施例1所得的皮层为MWCNTs/TPU，芯层为纯TPU的导电高分子复合纤维以及皮层和芯层皆为纯TPU的导电高分子复合纤维的应力应变测试曲线，可以看出MWCNTs的加入，显著提高了纤维的力学性能；图2b为实施例1所得的皮层为MWCNTs/TPU，芯层为纯TPU的导电高分子复合纤维在拉断过程中，响应度随应变的变化规律；可以看出，敏感响应度随应变呈指数增长，并表现出了较大的应变响应范围(应变大于300％)；这里响应度＝Rt/R0，Rt为复合纤维试样的实时电阻值，R0为复合纤维试样的初始电阻值。
图3为实施例1所得的皮层为MWCNTs/TPU，芯层为纯TPU的导电高分子复合纤维在20％拉伸应变下，循环1000次的响应度、应变随时间的变化曲线，插图为前10个循环的放大图，结果表明本方法制备的复合纤维在循环测试下，其应力响应行为具有良好的稳定性和可重复性。
实施例2具有中空、多孔、皮芯结构CB导电高分子复合纤维的制备
1)导电纺丝原液制备方法为：先将CB(1.1g，CB的质量分数为18％)加入到N-N二甲基甲酰胺(DMF)(20mL)中置于超声波清洗器中超声10min，然后加入TPU(5g)，使用磁力搅拌器搅拌至TPU完全溶解，后将混合的CB/TPU溶液放入超声清洗器中超声1h，使CB在TPU基体中均匀分散，最后用磁力搅拌器对其进行再次搅拌30min；
2)绝缘纺丝原液制备方法为：将TPU(5g)颗粒加入DMF(20mL)溶液中，使用磁力搅拌器搅拌至TPU完全溶解；
3)将制备的纺丝原液转移到注射器中，绝缘纺丝原液(纯TPU溶液)通过同轴针头内层针管挤出，导电纺丝原液(CB/TPU)通过同轴针头的外层针管挤出，这里，皮层纺丝液挤出速率(0.75mL/min)与芯层(1.1mL/min)纺丝液挤出速率的比例为1:1.47，外针管与内针管内径比例为3.154:1，同时进入凝固浴(去离子水)中，并使用牵引装置对制备的纤维进行牵引拉伸，牵引速率为0.5m/min；然后将收集的纤维置于凝固浴溶液中停留30min至纤维完全凝固；
4)将制备的复合纤维先在通风橱中放置24h，接着在烘箱中80℃热烘12h即可制得内层为绝缘层(纯TPU层)，外层为导电层(CB/TPU层)的中空、多孔、皮芯结构导电高分子复合纤维。
5)最后在纤维两端用银胶连接铜胶带。
性能测试：
图4为实施例2所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图4a可知本发明所得导电复合纤维呈现一种中空、多孔的结构(芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构)；由图4b可以清晰地看到CB在纤维中的分布。
图5a为实施例2制备的皮层为CB/TPU，芯层为纯TPU的导电高分子复合纤维的应力-应变测试曲线，材料表现出良好的韧性(断裂伸长率超过350％)；图5b为实施例2所得的皮层为CB/TPU，芯层为纯TPU的导电高分子复合纤维在拉断过程中，响应度随应变的变化规律，可以看出响应度随应变基本呈线性增长。图5c则是纤维在100％循环拉伸应变下第20到30个循环中，材料力敏响应度的变化规律，展现出了良好的稳定性和可重复性。
实施例3
采用同实施例1相同的原料及制备方法，与实施例1的不同在于：皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液挤出速率的比值为10：1或1：10(即0.1：1)。
性能测试：图6展示了皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液挤出速率的比值为10：1(图6a)或1：10(图6b)参数下制备的湿纺纤维的电镜图。图7a为该实施例3制备的湿纺纤维在拉断过程中的应力-应变曲线，图7b则为该湿纺纤维的电学性能响应度随应变的变化规律。
实施例4
采用同实施例1相同的原料及制备方法，与实施例1的不同在于：皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液挤出速率的比值为80：1或90：1，测试所得复合纤维为皮芯结构，芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构。
对比例1-2非空心、非多孔的MWCNTs导电复合纤维
1)导电纺丝原液制备方法为：先将一定量的MWCNTs加入到N-N二甲基甲酰胺(DMF)(25ml)中置于超声波清洗器中超声10min，然后加入TPU(5g)，使用磁力搅拌器搅拌至TPU完全溶解，后将混合的MWCNTs/TPU溶液放入超声清洗器中超声30min，使MWCNTs在TPU基体中均匀分散，最后使用磁力搅拌器对其再次搅拌30min；加入的MWCNTs分别 为0.43g(对比例1)和0.56g(对比例2)，质量分数分别为8％(对比例1)、10％(对比例2)；
2)将制备的导电纺丝原液转移到注射器中，导电纺丝原液(MWCNTs/TPU)通过内径为0.33mm的单轴针头挤出到(挤出速率0.38mL/min)凝固浴(去离子水)中并使用牵引装置进行一定程度的牵引(牵引速率为2.5m/min)。
3)将制备的复合纤维先在通风橱中放置24h，接着在烘箱中80℃热烘12h即可制得MWCNTs/TPU实心导电高分子复合纤维(制备的纤维的直径约为0.155mm)。
4)最后在纤维两端用银胶连接铜胶带。
性能测试
图8为对比例2所得MWCNTs质量分数为10％的导电高分子复合纤维不同倍率下的扫描电镜图，由图8可知对比例2所得导电复合纤维具备实心结构。
图9a为对比例1和对比例2所得的MWCNTs/TPU实心导电高分子复合纤维的应力-应变测试曲线；由图可知，实心纤维具备较高的拉伸强度，但是断裂伸长率随着CNTs含量的增加下降；图9b为对比例1和对比例2所得的MWCNTs/TPU实心导电高分子复合纤维在拉断过程中，响应度随应变的变化规律；可以看出，响应度随应变呈指数增长，但是相对于实施例1中，响应范围明显减小。
对比例3
采用实施例1相同的原料及制备方法，与实施例1的不同在于：皮层纺丝液的挤出速率为0m/min(相当于皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液的挤出速率的比值为0)，所得复合纤维为实心，不具有皮芯、中空、多孔结构。图10a和图10b为对比例3所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图10可知所得导电复合纤维不具有皮芯、中空、多孔结构。
对比例4
采用实施例1相同的原料及制备方法，与实施例1的不同在于：芯层纺丝液的挤出速率为0m/min(相当于皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液的挤出速率的比值为无穷大)，所得复合纤维不具有皮芯、中空结构。图11a和图11b为对比例4所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图11可知所得导电复合纤维不具有皮芯、中空结构。
对比例5
采用同实施例1相同的原料及制备方法，与实施例1的不同在于：皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液挤出速率的比值为100：1，所得复合纤维虽然为皮芯、多孔结构，但是其芯层失去中空结构。图12a和图12b为对比例5所得导电高分子复合纤维的扫描电镜图，由图12可知所得导电复合纤维的芯层不具备中空结构。
对比例6
采用同实施例1相同的原料及制备方法，与实施例1的不同在于：皮层纺丝液的挤出速率与芯层纺丝液挤出速率的比值为0.05:1，则所得纤维的外表面有突起、发白等缺陷，无法制备出高质量的弹性复合纤维。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电高分子复合纤维具有皮芯结构，具有皮层和芯层，且所述芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构；其中，皮层和芯层中至少一层为导电层，皮层和芯层均由高分子材料为基体制成。
2.根据权利要求1所述导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电层由高分子材料和导电填料制成。
3.根据权利要求2所述导电高分子复合纤维，其特征在于，
所述的高分子材料选自天然高分子和合成高分子；
其中，天然高分子包括纤维素、木质素、甲壳素、胶原蛋白、蚕丝蛋白、壳聚糖或天然橡胶；
合成高分子包括聚酰胺、聚芳砜酰胺、聚丙烯腈、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、氢化级苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚己内酯、聚砜、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、间位芳香族聚酰胺、聚丙烯酸丁酯、聚偏氟乙烯、聚对苯撑苯并双噁唑纤维、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇脂、聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或热塑性聚氨酯，以及其他可用于湿纺成型的热塑性弹性体、热塑性橡胶或合成橡胶；
进一步，所述高分子材料为热塑性聚氨酯；
进一步，所述导电填料选自石墨烯、碳纳米管、碳纤维、金属纳米线、金属纳米颗粒、金属氧化物颗粒或炭黑中的至少一种；优选为多壁碳纳米管。
4.根据权利要求1～3任一项所述导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电高分子复合纤维还包括导电固定单元和导线，所述导电高分子复合纤维通过导电固定单元两端各连接有一导线，所述导线与电性能测量仪器相连。
5.权利要求1～4任一项所述导电高分子复合纤维的制备方法，由皮层纺丝原液和芯层纺丝原液采用湿法同轴挤出纺丝工艺，其特征在于，皮层纺丝原液的挤出速率与芯层纺丝原液的挤出速率的比例为0.08：1～90：1。
6.根据权利要求5所述导电高分子复合纤维的制备方法，其特征在于，所述导电高分子复合纤维的制备方法包括如下步骤：
1)制备纺丝原液：
绝缘纺丝原液的制备：将高分子材料加入有机溶液中搅拌至完全溶解；
导电纺丝原液的制备：将导电填料与有机溶剂混合，超声处理，后加入高分子材料机械搅拌至完全溶解，再次超声，使导电填料在高分子材料中分散均匀，最后对其再次搅拌混匀；
2)将制备的纺丝原液转移到注射器中，绝缘纺丝原液或导电纺丝原液通过同轴针头的内层针管或外层针管挤出，导电纺丝原液通过同轴针头的外层针管或内层针管挤出，然后同时进入凝固浴，并使用牵引装置对制备的纤维进行牵引拉伸，牵引速率为0～100m/min；待纤维完全凝固并充分干燥，即可制得芯层为绝缘层或导电层，皮层为导电层或绝缘层的导电高分子复合纤维。
7.根据权利要求6所述导电高分子复合纤维的制备方法，其特征在于，所述导电高分子复合纤维的制备方法中，外层针管与内层针管内径比例为10：1～10：9。
8.根据权利要求6或7所述导电高分子复合纤维的制备方法，其特征在于，所述导电高分子复合纤维的制备方法还包括：步骤3)通过导线固定单元在导电高分子复合纤维的两端引入导线。
9.根据权利要求7或8所述导电高分子复合纤维的制备方法，其特征在于，
所述凝固浴为无水乙醇、去离子水或甲醇；更优选的为去离子水；
所述有机溶剂为N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1-环己基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇乙二酸酯、丙酮、二甲苯、甲酸、乙二酸乙二醇酯或乳酸乙酯；优选为N-N二甲基甲酰胺。
10.根据权利要求7～9任一项所述导电高分子复合纤维的制备方法，其特征在于，所述牵引速率为1～30m/min。
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