CN109338714B - 一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，将聚乙烯吡咯烷酮充分干燥，再与FeCl3粉末混合溶于乙二醇中，超声溶解后移入三口圆底烧瓶，搅拌、滴加AgNO3溶液反应，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，制得纳米银线溶液；取氧化石墨烯水溶液与纳米银线溶液混合，水浴震荡得到沉淀；将沉淀倒入涤纶织物表面，进行刮涂、干燥，获得纳米银线复合涤纶导电织物。本发明制备工艺简单易操作，不需要复杂的反应设备；制备过程中无有害副产物产生，绿色环保；生产制备得到的导电织物克服了纳米银线附着性差和在空气中长期使用易被氧化的缺点，在保持织物优异的导电性能的前提下，改善了纳米银线导电织物的耐洗性和抗氧化性。

Description

一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电织物的制备方法，更具体一点说，涉及一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，属于化工纺织领域。
背景技术
随着现代电子产品向微型化、集成化和柔性化的方向发展，人们开始对功能性、智能化和可穿戴纺织品的需求不断提高，电子纺织品逐渐成为了研究的热点。涤纶织物具有较高的强度与弹性恢复能力，因而坚牢耐用、抗皱免烫，而且耐磨、耐腐蚀、尺寸稳定性好，用处十分广泛。但涤纶极易产生静电，涤纶织物的抗静电整理技术有很大的研究空间，因此将银纳米线与涤纶织物结合而成的电子纺织品极具研究前景。
银纳米线具有高比表面积、导热、导电、透光、延展性、机械强度和柔性等优异性能，在柔性导电薄膜、太阳能电池、触摸屏、显示屏和传感器等领域应用广泛。银纳米线与纺织品结合基本不影响织物的透气、透湿性能和穿着舒适性，使织物获得一定的抗菌、抗紫外、电磁屏蔽性能和导电性能，增大了纺织品的附加值，即使经历反复拉伸和多次大角度的弯折，其导电性能依然保持稳定，是制备电子纺织品的理想方法之一。制备导电纺织品的关键在于将导电纳米材料与柔性纺织品有效结合，经过多次循环使用和洗涤后，导电性能不会显著下降。但目前大多数是通过后整理的方法使得银纳米线与纺织品的粘附性较差，耐洗性能差，而且银纳米线在空气中长期使用易被氧化，从降低了导电性，缩短了电子纺织品的使用寿命。因此对纳米银线导电织物的耐洗性和抗氧化性改性极具现实意义。
发明内容
本发明的目的在于改善纳米银线基电子纺织品不耐洗和易氧化的缺点，将纳米银线和氧化石墨烯共混后，氧化石墨烯对纳米银线具有包裹作用，不仅不会影响纳米银线的导电性能，提高纳米银线和纺织品的粘合度，而且减少了银线与空气的接触作用，从而不易被氧化。发明制备的导电织物在保持优异的导电性能的前提下，大大提高了导电织物的耐洗性和抗氧化性，使用寿命得到改善。
为了实现上述发明目的，通过如下技术方案完成：
一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，该制备方法包括如下制备步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮在100℃充分干燥，然后将干燥后聚乙烯吡咯烷酮和FeCl3粉末混合，再溶于100ml乙二醇中，超声溶解，移入三口圆底烧瓶，在120-220℃条件下以300-700r/min的速度搅拌0.5-1.5h，滴加25ml的AgNO3溶液，反应0.5-3h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，制得纳米银线溶液；
步骤2)：将步骤1)制得的纳米银线溶液与浓度为1mg/mL的氧化石墨烯水溶液混合，在40℃-60℃条件下水浴震荡，获得灰色沉淀；
步骤3)：将步骤2)获得的灰色沉淀倒入涤纶织物表面，以速度为3-5mm/s、厚度为70um的参数利用涂膜刮刀进行刮涂涤纶织物表面，然后置于80℃-100℃下干燥1-5min，再重复一遍上述刮涂、干燥，获得超长径比的纳米银线复合涤纶导电织物。
作为一种改进，所述聚乙烯吡咯烷酮和FeCl3粉末质量比为1:0.0006-0.0091；所述乙二醇浓度为97％、99％、99.99％中的任一种；所述聚乙烯吡咯烷酮和AgNO3的浓度比为0.5：1、1：1、1.4：1、1.5：1、1.6：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1、4：1中的任一种；所述FeCl3浓度为3-5umol/L；所述纳米银线溶液的浓度为1-5mg/mL。
作为一种改进，所述纳米银线溶液与氧化石墨烯的质量比为1：0.25-0.33％。
作为一种改进，所述聚乙烯吡咯烷酮分子质量为55000、58000、360000中的任一种。
作为一种改进，所述FeCl3浓度为3umol/L、4umol/L、5umol/L中的任一种；所述纳米银线溶液的浓度为1mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL中的任一种。
作为一种改进，所述纳米银线溶液与氧化石墨烯的质量比为1：0.0025、1：0.0026、1：0.0027、1：0.0028、1：0.0029、1：0.003、1：0.0031、1：0.0032、1：0.0033中的任一种。
有益技术效果有：制备工艺简单易操作，不需要复杂的反应设备；制备过程中无有害副产物产生，绿色环保；生产制备得到的导电织物克服了纳米银线附着性差和在空气中长期使用易被氧化的缺点，在保持织物优异的导电性能的前提下，改善了纳米银线导电织物的耐洗性和抗氧化性。
附图说明
图1是本发明所述纳米银线复合涤纶导电织物的表面SEM图；
图2是本发明所述纳米银线复合涤纶导电织物的截面SEM图。
具体实施方式
下面对本发明进行进一步阐述，进行具体实施例。应当注意，这些实施例仅可用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。此外应该理解，在阅读本发明描述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明的实施例进行修改，实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
实施例1
一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在100℃充分干燥，取6.66g/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和5umol/L FeCl3粉末溶于100ml乙二醇(EG)中，超声溶解后移入三口圆底烧瓶，120℃下以300r/min的速度搅拌0.5h后，取25mL的20.3844g/L AgNO3乙二醇溶液，并滴加至上述溶液，反应0.5h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，即制得纳米银线；
步骤2)：将浓度为1mg/mL的纳米银线醇溶液和1mg/mL的氧化石墨烯水溶液以1：0.25％的质量比均匀混合，40℃水浴震荡下得到灰色沉淀；
步骤3)：将上述沉淀倒入至质量为10g的涤纶织物表面，调节涂膜刮刀的速度为3mm/s，厚度控制在70um进行刮涂，80℃下干燥5min，重复上述过程两遍，即可获得纳米银线复合涤纶导电织物。
实施例2
一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在100℃充分干燥，取19.98g/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和4umol/L FeCl3粉末溶于100ml乙二醇(EG)中，超声溶解后移入三口圆底烧瓶，140℃下以400r/min的速度搅拌0.7h后，取25mL的20.3844g/L AgNO3乙二醇溶液，并滴加至上述溶液，反应1h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，即制得纳米银线；
步骤2)：将浓度为2mg/mL的纳米银线醇溶液和1mg/mL的氧化石墨烯水溶液以1：0.27％的质量比均匀混合，45℃水浴震荡下得到灰色沉淀；
步骤3)：将上述沉淀倒入至质量为10g的涤纶织物表面，调节涂膜刮刀的速度为3.5mm/s，厚度控制在70um进行刮涂，85℃下干燥4min，重复上述过程两遍，即可获得纳米银线复合涤纶导电织物。
实施例3
一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在100℃充分干燥，取33.3g/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和3umol/L FeCl3粉末溶于100ml乙二醇(EG)中，超声溶解后移入三口圆底烧瓶，160℃下以500r/min的速度搅拌1h后，取25mL的20.3844g/LAgNO3乙二醇溶液，并滴加至上述溶液，反应1.5h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，即制得纳米银线；
步骤2)：将浓度为3mg/mL的纳米银线醇溶液和1mg/mL的氧化石墨烯水溶液以1：0.29％的质量比均匀混合，50℃水浴震荡下得到灰色沉淀；
步骤3)：将上述沉淀倒入至质量为10g的涤纶织物表面，调节涂膜刮刀的速度为4mm/s，厚度控制在70um进行刮涂，90℃下干燥3min，重复上述过程两遍，即可获得纳米银线复合涤纶导电织物。
实施例4
一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在100℃充分干燥，取46.62g/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和4umol/L FeCl3粉末溶于100ml乙二醇(EG)中，超声溶解后移入三口圆底烧瓶，180℃下以600r/min的速度搅拌1.2h后，取25mL的20.3844g/LAgNO3乙二醇溶液，并滴加至上述溶液，反应2h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，即制得纳米银线；
步骤2)：将浓度为4mg/mL的纳米银线醇溶液和1mg/mL的氧化石墨烯水溶液以1：0.31％的质量比均匀混合，55℃水浴震荡下得到灰色沉淀；
步骤3)：将上述沉淀倒入至质量为10g的涤纶织物表面，调节涂膜刮刀的速度为4.5mm/s，厚度控制在70um进行刮涂，95℃下干燥2min，重复上述过程两遍，即可获得纳米银线复合涤纶导电织物。
实施例5
一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在100℃充分干燥，取53.28g/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和3umol/L FeCl3粉末溶于100ml乙二醇(EG)中，超声溶解后移入三口圆底烧瓶，220℃下以700r/min的速度搅拌1.5h后，取25mL的20.3844g/LAgNO3乙二醇溶液，并滴加至上述溶液，反应3h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，即制得纳米银线；
步骤2)：将浓度为5mg/mL的纳米银线醇溶液和1mg/mL的氧化石墨烯水溶液以1：0.33％的质量比均匀混合，60℃水浴震荡下得到灰色沉淀；
步骤3)：将上述沉淀倒入至质量为10g的涤纶织物表面，调节涂膜刮刀的速度为5mm/s，厚度控制在70um进行刮涂，100℃下干燥1min，重复上述过程两遍，即可获得纳米银线复合涤纶导电织物。
最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下制备步骤：
步骤1)：将聚乙烯吡咯烷酮在100℃充分干燥，然后将干燥后聚乙烯吡咯烷酮和FeCl3粉末混合，再溶于100ml乙二醇中，超声溶解，移入三口圆底烧瓶，在120-220℃条件下以300-700r/min的速度搅拌0.5-1.5h，滴加25ml的AgNO3溶液，反应0.5-3h，室温冷却离心，超声分散到无水乙醇中，制得纳米银线溶液；
步骤2)：将步骤1)制得的纳米银线溶液与浓度为1mg/mL的氧化石墨烯水溶液混合，在40-60℃条件下水浴震荡，获得灰色沉淀；
步骤3)：将步骤2)获得的灰色沉淀倒入涤纶织物表面，以速度为3-5mm/s、厚度为70um的参数利用涂膜刮刀进行刮涂涤纶织物表面，然后置于80-100℃下干燥1-5min，再重复一遍上述刮涂、干燥，获得超长径比的纳米银线复合涤纶导电织物；
所述聚乙烯吡咯烷酮和FeCl3粉末质量比为1:0.0006-0.0091；所述乙二醇浓度为97％、99％、99.99％中的任一种；所述聚乙烯吡咯烷酮和AgNO3的浓度比为0.5：1、1：1、1.4：1、1.5：1、1.6：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1、4：1中的任一种；所述FeCl3浓度为3-5umol/L；所述纳米银线溶液的浓度为1-5mg/mL；
所述纳米银线溶液与氧化石墨烯的质量比为1：0.25-0.33％。
2.根据权利要求1所述的一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮分子质量为55000、58000、360000中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，其特征在于：所述FeCl3浓度为3umol/L、4umol/L、5umol/L中的任一种；所述纳米银线溶液的浓度为1mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种纳米银线复合涤纶导电织物的制备方法，其特征在于：所述纳米银线溶液与氧化石墨烯的质量比为1：0.0025、1：0.0026、1：0.0027、1：0.0028、1：0.0029、1：0.003、1：0.0031、1：0.0032、1：0.0033中的任一种。
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