导电纤维
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导电纤维作为功能性纤维的主力军已经渐渐打入人们的生产生活中,以其良好的导电性、众多的种类以适应不同应用等特点而被广泛用于防静电纺织品、电磁屏蔽纺织品、传感型材料以及伪装侦察材料。
尤其是在日渐成熟的防静电纺织品领域里,但其可纺性、抗化学性等有待提高。
导电纤维发展至今可以分为金属纤维、碳纤维、高分子导电纤维、复合导电纤维。
还有一些其他导电纤维。
考虑到市场上的应用和产品的适用性,市面上用的最广的导电纤维是复合导电纤维。
复合导电纤维是一种将炭黑,TiO2、SnO2、ZnO、CuI等导电微粒添加到聚合物中而得到的导电纤维,其导电原理为导电填料在聚合物填充体系中的含量达到临界点时,导电粒子在基体中形成导电通道,聚合物从绝缘体转变为半导体,从而使自身电阻急剧下降,起到导电,即防静电的作用。
其导电性主要取决于所用粒子的类型、聚合物的类型、导电粒子在基体的分散形式、聚合物基体的形态以及材料的成型工艺。
在这些导电微粒中,考虑到颜色,耐候等性能,导电钛白粉微粒在导电纤维中运用的最广泛。
钛白粉作为各方面性能较好的填料,广泛的应用在涂料,塑料,橡胶和化纤的行业中。
日本石原作为老牌的钛白粉生产企业,它各个型号的钛白粉都被各行业需求。
在导电化纤里面,石原的导电钛白粉ET-521W得到了很好的应用。
这款钛白粉用的是Sno2/Sb做的包膜,石原改进了该钛白粉在热塑性树脂中的分散性,以确保人工合成纤维中导静电的要求。
并且在塑料材料中也具有很高的分散性,确保了塑料产品的高导电性和高白度。
作为优良的白色颜填料,它也不会影响纤维的色泽。
由于ET-521W导电性能优良,因此在做导电微粒时添加量不用过多,不会影响纤维的可纺织性。
复合纤维由于其良好的导电、耐洗、耐磨、抗弯曲等性能而广泛用于工业、家纺产品,如防静电服、鞋、帽、羊毛衫,羊绒衫等等。
而大量添加导电粒子降低了成纤聚合物的可纺性,使纤维的成品率下降,成本上升,同时也影响纤维的力学、纺织性能。
cf-3导电纤维化学成分
CF-3导电纤维的化学成分主要是碳纤维和聚合物材料。
碳纤维
是一种高强度、低密度的纤维材料,由碳原子构成,具有优异的导
电性能。
而聚合物材料则是用来增强纤维的柔韧性和耐用性,通常
是通过在碳纤维表面进行包覆或混合来实现。
这种复合材料的化学
成分可以根据具体的制备工艺和用途而有所不同,但总体上来说,
碳纤维和聚合物是CF-3导电纤维的主要化学成分。
在CF-3导电纤维中,碳纤维的化学成分主要是碳元素,其结晶
结构和晶格排列方式决定了其优异的导电性能。
而聚合物材料的化
学成分则可能包括聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺等高分子化合物,这些
聚合物可以在碳纤维表面形成保护层,增强纤维的柔韧性和耐用性。
除了以上提到的化学成分外,CF-3导电纤维的制备过程中可能
还涉及一些其他物质,比如添加剂、表面处理剂等,这些物质也会
对最终纤维的性能产生影响。
总的来说,CF-3导电纤维的化学成分
是一个复杂的体系,需要综合考虑碳纤维、聚合物材料以及可能的
添加剂等多个方面的因素。
制备导电纤维的方法及其在柔性电子学中的应用研究随着柔性电子学技术的不断发展,导电纤维逐渐成为一种备受青睐的柔性电子材料。
相比传统的导电材料,导电纤维具有更好的柔性、可撕裂性和可定制性,可以在更多的场合和环境中应用。
本文将介绍一些当前流行的制备导电纤维的方法,以及导电纤维在柔性电子学中的应用研究。
一、制备导电纤维的方法1. 纳米线法纳米线法是制备导电纤维的一种常用的方法。
该方法利用纳米线自身的导电性能,将其组装成纤维,具有制备简单、成本低、生产规模可控等优点。
目前有很多纳米线用于制备导电纤维,如金属纳米线、碳纳米管等。
其中金属纳米线是常用的材料之一,因为其导电性好,可以用于制备各种导电器件。
2. 拉伸法拉伸法是将金属或非金属材料以拉伸的方式制备成具有导电性的纤维的方法。
例如,用银浆将聚乙烯酸钠涂覆在聚酯纤维上,再在其表面涂覆一层银膜,然后将其拉伸,制备成导电纤维。
该方法可以制备出具有较好导电性能的导电纤维,但需要考虑金属与非金属材料的结合和导电性能的影响。
3. 织物法织物法是将导电材料织成导电织物的方法。
例如,将碳纤维导电丝或导电纱织成导电布。
织物法可以制备出大面积的导电材料,具有成本低、生产规模可控等优点。
4. 微流控制备法微流控制备法是将导电材料溶液通过微流控芯片的微细孔道,使其在通道内形成草图状的导电材料纤维。
该方法可以制备出具有高导电性的导电纤维,具有制备精密度高、分布均匀、成本低等优点。
二、导电纤维在柔性电子学中的应用研究1. 柔性传感器导电纤维可以用于制备柔性传感器。
例如,将导电纤维编织成传感器阵列,可以检测物体的应变、压力、温度等信息,可用于体验装备、智能家居等领域。
此外,导电纤维还可以与聚合物材料结合,制备成柔性材料,用于制备可穿戴设备、肌电传感器等。
2. 柔性显示技术导电纤维可以用于制备柔性显示器件。
例如,将导电纤维制备成纤维晶体管和发光二极管,可以制备出柔性显示屏幕。
导电纤维还可以用于制备透明的导电材料,用于制作触摸屏幕、电容传感器等。
导电纤维用途导电纤维是一种具有导电性能的纤维材料,可以用于各种领域的应用。
下面将详细介绍导电纤维的用途。
首先,导电纤维在电子领域有着广泛的应用。
导电纤维可以用于制造导电线路、电子元件和电子设备。
例如,导电纤维可以用于制造柔性电子产品,如可穿戴设备、智能手表和智能衣物。
导电纤维可以作为柔性电路板的基材,用于连接各种电子元件,实现电子设备的功能。
此外,导电纤维还可以用于制造电子纺织品,如智能织物和电热织物。
这些电子纺织品可以用于医疗保健、智能家居和航空航天等领域。
其次,导电纤维在能源领域也有着重要的应用。
导电纤维可以用于制造柔性太阳能电池和柔性电池。
柔性太阳能电池可以将太阳能转化为电能,用于供电或储存能量。
柔性电池可以用于电子设备、智能家居和电动车等领域。
导电纤维还可以用于制造能量收集装置,如能量收集地毯和能量收集衣物。
这些能量收集装置可以通过人体运动或环境能量收集能量,用于供电或储存能量。
此外,导电纤维在传感器领域也有着广泛的应用。
导电纤维可以用于制造压力传感器、温度传感器和湿度传感器等。
这些传感器可以用于测量和监测各种物理量,如压力、温度和湿度。
导电纤维还可以用于制造生物传感器,如心率传感器和血氧传感器。
这些生物传感器可以用于监测人体健康状况,如心率和血氧饱和度。
导电纤维还可以用于制造环境传感器,如空气质量传感器和水质传感器。
这些环境传感器可以用于监测环境污染和水质污染等。
此外,导电纤维还可以用于制造智能纺织品和智能家居产品。
导电纤维可以与其他纤维材料混纺,制成具有导电性能的纺织品。
这些智能纺织品可以用于制造智能衣物、智能床上用品和智能家居产品。
智能纺织品可以通过与电子设备的连接,实现各种功能,如温度调节、光照控制和健康监测等。
导电纤维还可以用于制造智能窗帘和智能地板等智能家居产品,实现智能家居的自动化和智能化。
总之,导电纤维具有广泛的应用前景。
它可以用于电子领域、能源领域、传感器领域和智能家居领域等。
导电纤维分类导电纤维是一种具有导电性能的纤维材料,它可以在纺织品、电子器件等领域发挥重要作用。
根据导电纤维的不同特性和用途,可以将其分为以下几类:一、金属导电纤维金属导电纤维是指以金属材料制成的具有导电性能的纤维。
常见的金属导电纤维包括铜纤维、银纤维和金纤维等。
这些金属导电纤维具有良好的导电性能和机械性能,可以用于制作导电布料、导电织物、导电网格等。
金属导电纤维还可以用于制作导电纤维传感器、导电纤维电缆等。
二、碳纤维碳纤维是一种由碳元素组成的纤维材料,具有很高的导电性能。
碳纤维可以通过石墨化、碳化等工艺制备而成。
碳纤维具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维还可以用于制作导电布料、导电纤维复合材料等。
三、导电聚合物纤维导电聚合物纤维是一种以导电聚合物为主要成分的纤维材料。
导电聚合物纤维具有良好的柔软性、可塑性和导电性能,可以用于制作柔性电子器件、智能纺织品等。
常见的导电聚合物纤维有聚苯胺纤维、聚噻吩纤维等。
四、导电纤维复合材料导电纤维复合材料是一种将导电纤维与其他纤维或基质材料复合制备而成的材料。
导电纤维复合材料综合了导电纤维和其他材料的优点,具有优异的导电性能和机械性能。
导电纤维复合材料可以用于制作导电纤维传感器、导电纺织品、导电复合材料电缆等。
五、导电纤维涂层导电纤维涂层是一种将导电材料涂覆在纤维表面形成的导电层。
导电纤维涂层可以提高纤维的导电性能、抗静电性能和耐腐蚀性能。
导电纤维涂层可以用于制作导电纺织品、导电电缆等。
导电纤维按照材料类型可以分为金属导电纤维、碳纤维和导电聚合物纤维等;按照制备方式可以分为导电纤维复合材料和导电纤维涂层等。
这些导电纤维在不同领域具有广泛的应用前景,为纺织品、电子器件等行业的发展提供了新的可能性。
未来,随着科技的进步,导电纤维的种类和应用领域还将不断扩展。
导电纤维:通常把电阻率小于107 W/cm的纤维定义为导电纤维。
织物抗静电性能的测试方法:(1)半衰期法(2)摩擦带电电压法(3)电荷面密度法(4)极间等效电阻法(5)脱衣时的衣物带电量法(6)工作服摩擦带电量法。
(1)半衰期法:试样在高静电场中带电稳定后,测定电压衰减一半所需时间,本方法操作简便,数据重现性好,非破坏性测量,但衰减不符合指数规律,与测试电压密切相关。
(2)摩擦带电电压法:一定张力下,试样与标准布进行摩擦,测试其最高电压与平均电压,本方法所用试样小,接触压力不充分,误差较大。
(3)电荷面密度法:试样经过摩擦后投入法拉弟筒,测试电荷面密度。
本方法较好反应实际的穿着特点,能反映织物起电时的电晕放电能力,适于加入导电丝的抗静电织物的测试,但易受人为因素及其在静电电位序列中位置影响。
(4)极间等效电阻法:织物试样与接地导电胶版良好接触,按规定间距和压力将专门的电极夹持于试样,经短路放电后施加电压,据电流值求得极间等效电阻(W)。
在定电压下测出流过样品的电流,从而求得极间等效电阻。
对静电性能均匀的静电泄漏型织物测量效果好。
(5)脱衣时的衣物带电量法:按特定方式将工作服与化纤内衣摩擦后脱下工作服,投入法拉第筒,求得带电量(mC/ 件)。
此法的测试对象限于服装,且对内衣材质未作规定,摩擦手法难于一致,缺乏可比性。
(6)工作服摩擦带电量法:用内衬锦纶或丙纶标准布的滚筒烘干装置对工作服试样摩擦起电15 min,投入法拉第筒,测得工作服带电量(mC/ 件)。
导电纤维的用途:导电纤维主要用于防静电障害、防电磁辐射,制作无尘、无菌衣,以及防爆工作服、防静电过滤袋、电磁波屏蔽罩、防微波工作服等。
导电纤维的分类:金属系导电纤维、碳黑系导电纤维、导电高分子性纤维和金属化合物型导电纤维。
各种纤维的加工方法如下:金属系导电纤维:这类纤维是利用金属的导电性能而制得的,主要方法是直接拉丝法,将金属线反复过模具、拉伸,制成直径4~16μm 的纤维。
《Cu9S5-PPY双镀层涤纶导电纤维的制备及性能研究》Cu9S5-PPY双镀层涤纶导电纤维的制备及性能研究一、引言随着科技的发展,导电纤维因其独特的电性能和机械性能在众多领域中得到了广泛的应用。
Cu9S5/PPY(聚吡咯)双镀层涤纶导电纤维是一种新型的导电材料,它通过在涤纶纤维表面镀覆Cu9S5及PPY形成双层导电结构。
本文将详细探讨Cu9S5/PPY双镀层涤纶导电纤维的制备过程、结构与性能关系及其应用前景。
二、文献综述在过去的研究中,学者们对于导电纤维的制备与性能进行了大量研究。
通过文献综述可以发现,镀覆技术是实现导电纤维制备的重要手段。
Cu9S5因具有优良的导电性能和化学稳定性,常被用作导电涂层的材料。
而PPY作为一种具有高导电性和良好环境稳定性的聚合物,也被广泛应用于导电纤维的制备。
然而,将Cu9S5与PPY结合,形成双镀层导电纤维的研究尚不多见。
因此,研究Cu9S5/PPY双镀层涤纶导电纤维的制备及性能具有重要的理论和实践意义。
三、实验方法1. 材料与设备实验所需材料包括涤纶纤维、Cu9S5前驱体溶液、PPY溶液等。
设备主要包括电镀设备、干燥设备、电子显微镜等。
2. 制备过程(1)涤纶纤维预处理:将涤纶纤维进行清洗、干燥处理,以提高其表面活性。
(2)Cu9S5镀覆:将预处理后的涤纶纤维浸入Cu9S5前驱体溶液中,通过电镀法在纤维表面形成Cu9S5涂层。
(3)PPY镀覆:将覆盖有Cu9S5涂层的涤纶纤维再次进行清洗后,浸入PPY溶液中,通过电镀法形成PPY涂层。
3. 性能测试通过扫描电子显微镜观察纤维的表面形貌;利用四探针法测试纤维的电导率;进行机械性能测试等。
四、结果与讨论1. 表面形貌分析通过扫描电子显微镜观察发现,Cu9S5/PPY双镀层涤纶导电纤维表面光滑,Cu9S5与PPY涂层紧密贴合,无明显的缺陷和脱落现象。
2. 电性能分析四探针法测试结果表明,Cu9S5/PPY双镀层涤纶导电纤维具有较高的电导率,且电导率随PPY涂层厚度的增加而提高。
导电纤维针织面料的特点是什么导电纤维是指在聚合物中混入导电介质所纺制成的化学纤维或金属纤维、碳纤维等。
具有远高于抗静电纤维的优异的消除和防止静电的性能,且比电阻值持久不变莠基本上不受湿度影响。
导电纤维可用于抗静电纺织品、防电磁辐射纺织品、智能纺织品和军工纺织品等领域。
1.抗静电纺织品导电纤维是以电子导电为机理的功能纤维,通过电子传导和电晕放电来消除静电。
由于纤维内部含有自由电子,其抗静电特性无湿度依赖性;导电纤维的电荷半衰期短,在任何情况下,都能在极短的时间内消除静电,利用导电纤维来防止静电的产生和危害具有广泛的环境适应性。
用导电纤维制成的具有抗静电效果的工作服,适用于油田、石油加工、煤矿、电子工业、感光材料工业以及其他易燃易爆的场合,也适合于作为无尘无菌服或特种过滤材料等。
2.防电磁辐射纺织品电磁屏蔽是采用低电阻率的导电材料对电磁流具有的反射和引导作用,在导体材 料内部产生与原磁场相反的电流和磁极化,从而减弱原电磁场的辐射效果。
日本应用表面敷铜的导电纤维混纺或制成非织造布,现已大量用于电磁波屏蔽和吸收材料,如作轮船的电磁波吸收罩等。
那么为什么要选择有导电纤维针织面料呢?下面来一一为大家讲解一下,首先从国内外的应用经验来看,被覆型和复合型有机导电纤维最适合于制备永久性的抗静电纺织品。
从纺织产品抗静电功能的需求特征来看,导电纤维应着重发展两大类品种:第一类,适应民用纺织品各种染色性能需要的金属化合物复合白色高电导有机导电纤维;第二类,适应特殊功能纺织品(如无尘无菌防爆工作服、电磁屏蔽织物等)需要的炭黑涂敷或炭黑复合高电导有机导电纤维。
导电纤维作为一类重要的智能材料,已引起了国内外材料界的广泛关注,其研究和开发正方兴未艾,并在服装、传感器及产业用纺织品等方面具有良好的应用前景。
可以相信,随着科学技术的进步,智能材料将不断发展。
导电纤维作为制造智能纺织品的主要品种之一,必将在材料领域取得越来越重要的地位。
聚苯胺导电纤维高102 张杰 1008062055 摘要:聚苯胺导电纤维因其制备方法的不同而呈现不同的导电性能,是一种具有良好应用前景的纤维材料。
简要介绍了聚苯胺的结构与性质,概述了国内外聚苯胺导电纤维制备的发展现状,详细阐述了聚苯胺导电纤维的各种制备方法。
关键词:聚苯胺;导电纤维;原位聚合;溶液纺丝;熔体纺丝;静电纺丝自1977年发现聚乙炔(polyacetylene,PA)薄膜经过碘掺杂后呈现金属电导特性起,便进入了对导电聚合物(inherently conductive polymers,ICPs)进行广泛研究的时代。
研究者相继发现聚苯胺(polyaniline,PANI)、聚吡咯(polypyrrole,PPY)、聚噻吩(polythio—phene,PTh)、聚对苯撑乙等多种共轭结构高分子经掺杂后具有高的电导率。
在上述导电高聚物中,聚苯胺具有原料价格低廉、合成简单、电导率较高、在空气中稳定性好、具有独特的掺杂现象等特点,被认为是最有前途的导电高聚物[1 ]。
其中聚苯胺导电纤维是近年来聚苯胺研究领域的一个重点。
导电纤维不仅可以用于服装满足消除静电、吸收电磁波的要求,同时由于电信号的探测和传输是探测技术中的一个重要方面,因此,导电纤维在传感器、防护服装、智能服装、医用及其他领域也具有广泛的应用前景_3]。
成。
图中Y值代表聚苯胺的氧化还原程度,不同的Y值对应不同的结构、组分、颜色和电导率,y一0时为完全还原(Leucoemeraldine Base,LEB),y一1时为完全氧化态(Pernigrani¨ne Base,PB),y===0.5时为中间氧化态(Emeraldine base,EB)。
与前两者相比,中间氧化态是一种较为稳定的结构,此时聚苯胺大分子链由苯二胺和醌二亚胺的交替结构组成。
完全氧化态和完全还原态聚苯胺均不具有导电性,中间氧化态的本征态聚苯胺也是绝缘体,但利用共轭高聚物容易被氧化或还原这一特性,可使聚苯胺迅速并可逆地在绝缘体与导体之间转换,通过掺杂及改变掺杂物的浓度及种类就可使其导电率的变化达到18个数量级。
1 聚苯胺的结构聚苯胺在常温下一般呈不规则的粉末状态,结晶度和分子取向度较低。
聚苯胺为共轭高分子,在高分子主链上交替重复单双键结构。
图1所示为聚苯胺的分子结构,1987年由MacDiarmid提出规整的聚苯胺是一种头尾联接的线型高分子,由还原单元成。
图中Y值代表聚苯胺的氧化还原程度,不同的Y值对应不同的结构、组分、颜色和电导率,y一0时为完全还原态(Leucoemeraldine Base,LEB),y 一1时为完全氧化态(Pernigrani¨ne Base,PB),y===0.5时为中间氧化(Emeraldine base,EB)。
与前两者相比,中间氧化态是一种较为稳定的结构此时聚苯胺大分子链由苯二胺和醌二亚胺的交替结构组成。
完全氧化态和完全还原态聚苯胺均不具有导电性,中间氧化态的本征态聚苯胺也是绝缘体,但利用共轭高聚物容易被氧化或还原这一特性,用质子酸对其进行掺杂,可使聚苯胺迅速并可逆地在绝缘体与导体之间转换,通过掺杂及改变掺杂物的浓度及种类就可使其导电率的变化达到18个数量级。
2 聚苯胺导电纤维的制备原位聚合法也称“现场”吸附聚合法,该法以普通纤维作为基材,将其置于苯胺溶液中,使纤维表面吸附苯胺单体,再置于氧化剂溶液中,使苯胺在基质纤维表面发生聚合,形成一层聚苯胺导电层,所得聚苯胺导电纤维具有皮芯结构。
用此法制备聚苯胺纤维,具有简便易行的特点,且其皮层为较高纯度的聚苯胺,具有较高的电导率,另外基本保持了基质纤维的物理机械性能,是研究较多的一种制备聚苯胺导电纤维的方法,目前国内外相关研究一般以涤纶、锦纶、丙纶、氨纶等普通纤维为基质纤维。
涤纶的表面,赋予纤维良好的导电性能,其表面电阻为5×10。
f~/cm,经导电化处理后涤纶纤维强力下降8.3 ,断裂伸长增加22 。
潘玮等人[。
制得电导率为10 S/cm数量级的涤纶/聚苯胺复合导电纤维,并将获得的导电纤维以一定比例嵌织人普通涤纶织物中,织物表面比电阻下降了7个数量级,静电半衰期也由纯涤纶织物的700 S降低到隔三根普通纤维嵌织一根导电纤维时的0.5 S以下嵌织织物对电磁波具有一定的屏蔽效果,其屏蔽效能在10 MHz时可达13.1dB,能屏蔽95.1 的电磁波。
Hsu C[8 将芳香族聚酰胺纤维浸渍在含聚苯胺的浓硫酸溶液中制备导电纤维,浓硫酸不仅起到溶剂和掺杂剂的作用,同时可使基质纤维溶胀,有利于聚苯胺向纤维内部渗透,从而提高纤维对聚苯胺的吸附性,有利于提高纤维导电性及持久性。
A.Saritha Chand—ran[9]用铬酸溶液刻蚀锦纶表面,以提高其粗糙度,增大对苯胺的吸附,制得纤维的电导率为1.×1O吖张鸿等人[1。
-u 制取了丙纶/聚苯胺复合导电纤维,还研究了盐酸浓度、氧化剂浓度、苯胺单体含量、反应温度、反应时间等对纤维上聚苯胺含量的影响,分析了改变纤维截面形状和粗细、共混纺丝、表面等离子体处理等改性处理对纤维上聚苯胺含量的影响。
并探讨了掺杂酸、氧化剂浓度、苯胺单体含量对纤维导电性能的影响,并用正交法优化聚合反应条件,制得纤维电导率由基质纤维的10 。
S/cm增大到10 S/cm数量级,耐水洗次数可达到55次以上,导电纤维的电导率在6个月内基本没有变化。
东华大学李雯等人制备了聚苯胺/氨纶复合导电纤维,纤维的电导率为5x 10_。
S/cm,导电纤维的伸长率和细度较基质纤维略有增加,强力略有减小,基本上保留了原有的力学性能,不影响织造等下一步加工。
为提高氨纶基质纤维的吸附性,氧气等离子体对氨纶进行预处理后制备聚苯胺氨纶复合导电纤维,基质纤维经等离子预处理后,导电纤维的电导率提高,且其电学稳定性增强。
原位聚合法中常用的过硫酸铵等氧化剂因氧化能力较强,在与置有基质纤维的苯胺单体溶液反应时,溶液会有大量沉淀物产出,处理后的纤维经洗涤后表面聚苯胺导电层易脱落。
刘维锦等人D 采用钒酸钠或五氧化二钒等氧化能力较弱的氧化剂,采用原位聚合法在经脱油处理的涤纶纤维表面及内表层生成聚苯胺。
实验表明弱氧化剂对聚苯胺向涤纶纤维表面沉积及内表层的渗透较强氧化剂更为有利,不会出现溶液内大量沉淀,聚苯胺在纤维表面附着亦较牢固。
在掺杂酸的选择上,芳香族有机磺酸因其不仅能够对聚苯胺进行有效掺杂,还有助于纤维对导电成分的吸附,是理想的掺杂酸。
制得的导电纤维具有较好的导电性、物理力学性能及环境稳定性,其质量比电阻约为5Q·g/cm。
,水洗3O次后其导电性相差不大,物理机械性能与普通涤纶亦无大的差别。
将聚苯胺成纤高聚物溶液进行纺丝无疑是提高聚苯胺纤维导电性能的一种非常具有吸引力的方法。
聚苯胺可溶于N~甲基吡咯烷酮(N—methyl一2一pyrrolidi—one,NMP)、二甲基丙烯脲(N,_dimethyl propyleneUrea,DMPU)、浓硫酸等溶剂中,这使聚苯胺纤维的直接加工成为可能,溶液纺丝法纺制聚苯胺导电纤维亦将推动导电纤维工业化生产的发展。
2.2.1本体纺丝聚苯胺本体纺丝是将聚苯胺成纤高聚物溶于溶剂中直接纺丝,所得纤维完全由导电聚苯胺组成,具有较高的电导率。
MacDramid[ ]将高分子量的聚苯胺溶于N_甲吡咯烷酮,通过湿法纺丝生产出非导电的聚苯胺纤维,然后将此纤维与盐酸掺杂,赋予其导电性。
CohenJeffrey David等人[1 将聚苯胺溶于1,4一环己二胺,采用湿法纺丝制取聚苯胺导电纤维,初生纤维在214℃下拉伸3倍,制得强度为1.35 cN/dtex、模为44cN/dtex、断裂伸长率为9.3 的聚苯胺导电纤维。
Alejandro Andreatta等人[2o]从浓硫酸的溶液中直接纺出导电聚苯胺纤维,洗涤干燥后,其电导率可达到20~60 S/em。
在其后的研究中lL2¨,他们将聚苯胺与掺杂剂十二烷基苯磺酸混合,溶于二甲苯中制备纺丝液,初生纤维经拉伸,制得强度为0.02 GPa、模量0.5 GPa、伸长率3o 的聚苯胺导电纤维D Bowman[船将聚苯胺溶于二氯醋酸和2一丙烯酰胺一2一甲基一l一丙磺酸的混合溶液中,经湿法纺丝制得聚苯胺导电纤维,初生丝和在100℃下经五倍拉伸后电导率分别为72 S/cm和725 S/cm。
B R MattesE 。
]将用苯胺聚合而成的聚苯胺溶于N_甲基吡咯烷酮,制成高浓度(20 ---25%)溶液,加入凝胶抑制剂二甲基氮丙啶破坏分子间的氢键以防止凝胶。
分别用乙酸、盐酸和苯基次磷酸掺杂,结果表明以苯基次磷酸掺杂的聚苯胺纤维电导率最高,在室温下,四倍牵伸丝的电导率为6~8 S/cm,盐酸为3~5 S/cm,而乙酸仅为10一S/era。
通过本体纺丝制得的聚苯胺导电纤维虽然具有较好的导电性,但是聚苯胺溶液的稳定性差,当固体浓度超过6 oA时,短时间放置后,纺丝液就会产生凝胶,在用溶液纺丝技术成形纤维所需的浓度(15 ~2O )3 结语综上所述,聚苯胺导电纤维可以通过多种方法制备得到,从目前的研究看,聚苯胺导电纤维大小依赖于掺杂度、掺杂剂性质、主链结构、制备方法和工艺条件。
聚苯胺给导电纤维的工业化生产带来了光明的前景,随着其稳定性和加工性能的改善以及其他纺丝方法的不断开发,必定会有更多品种的导电纤维来满足市场需求。
但是要能够实现足够的电导率以便应用于需要电导率足够高的领域——如电动机线圈或代替金属电线、可发光的有机二极管、其他电子、磁及光学设备,以及在将来高新技术结构和灵敏材料中的应用,这种纤维的电导率和物理机械性能还有待进一步提高。
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