一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法，选用对位芳纶纤维为基材，先使用超支化聚酰胺

【技术实现步骤摘要】
一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]高性能纤维虽然具有一系列优异的性能，但它们往往电绝缘性高，使用过程中易产生和积累大量静电，引起灾害事故。若以合理的方法赋予高性能纤维导电性，则可以在极短的时间内消除静电，还可凭借低电阻对电磁波的反射作用，在导体内形成屏蔽空间，从而减弱健康“杀手”电磁波的攻击。导电纤维是在二十世纪六十年代开发出的一种纤维，它一般是指在标准状态下(20℃，相对湿度65％)导电率大于10
‑7Ω
‑1·
㎝
‑1的功能性纤维。导电纤维具有优良的抗静电和电磁屏蔽性能，在军用以及民用市场具有广泛的应用。
[0003]对位芳纶纤维(PPTA)是高性能纤维的一种。对位芳纶纤维即对苯二甲酰对苯二胺纤维，具有很多优良的性能，比如耐磨性能好，热稳定性、耐高温、阻燃，化学稳定性好、力学性能好等。因此，以芳纶为基纤制备导电纤维是较为理想的选择。
[0004]目前，国内外已报道了一些芳纶纤维的表面金属化的方法，主要包括涂覆法、共混纺丝法、溅射镀和化学镀等。其中化学镀技术无需大型仪器设备、性价比高，镀覆过程基本不会损伤纤维的力学性能，使导电芳纶纤维产业化成为可能。但是，目前已报道的化学镀制备导电芳纶纤维的几种前处理过程存在着影响纤维的力学性能、成本高昂等缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述现有技术存在的不足，具体针对现有化学镀导电芳纶纤维制备过程中的破坏纤维的力学性能、成本高昂的问题，提供一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法，选用对位芳纶纤维为基材，先使用超支化聚酰胺
‑
胺(HPAMAM)对其进行表面改性，再进行化学镀银。
[0008]其中，所述的超支化聚酰胺
‑
胺预先进行交联反应。
[0009]超支化聚酰胺
‑
胺(HPAMAM)大分子是一种新型的高度支化的、三维的、具有单分散性的一类树枝形大大分子。它相对分子质量可控，分子内存在空腔，末端含有大量的氨基官能团；具有溶解度好、多功能性、反应活性高且价格低廉的优点。利用其内部的空腔结构和外部的官能团与金属离子的螯合、吸附作用，可以制备树枝状聚合物/金属复合材料。
[0010]因此，选用对位芳纶纤维为基材，用交联树形分子对其进行表面改性，既可以保持对位芳纶纤维优良的力学性能，同时可以增加芳纶表面的粗糙度，引入大量的活性位点，作为二次反应的平台，通过化学镀的方法制备镀银导电芳纶纤维，从而解决化学镀导电芳纶纤维制备过程中的破坏纤维的力学性能、成本高昂的问题。
[0011]具体地，上述制备方法包括以下步骤：
[0012](1)在甲醇中加入超支化聚酰胺
‑
胺，使其充分溶解，得超支化聚酰胺
‑
胺溶液；向超支化聚酰胺
‑
胺溶液中加入环氧氯丙烷，于50～80℃搅拌，进行交联反应，使超支化聚酰胺
‑
胺交联，得混合液；
[0013](2)将对位芳纶纤维在步骤(1)获得的混合液中浸泡30～60min后取出，干燥固化，然后用NaCO3溶液洗涤对位芳纶纤维，干燥后得到交联树形分子改性对位芳纶纤维(PPTA
‑
HPAMAM)；
[0014](3)将步骤(2)获得的交联树形分子改性对位芳纶纤维放入银氨溶液，超声10～60min，然后其中滴加葡萄糖溶液，于30～35℃超声分散30～120min，过滤，去离子水洗涤，干燥，得到交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维(PPTA
‑
HPAMAM/Ag)。
[0015]进一步，步骤(2)中所述的对位芳纶纤维在参与反应前进行预处理，所述的预处理的方法为：将对位芳纶纤维分别用丙酮和乙醇进行抽提，然后烘干。
[0016]进一步，步骤(1)中的交联剂为环氧氯丙烷(ECH)或乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)。
[0017]进一步，步骤(1)中，超支化聚酰胺
‑
胺的用量为以甲醇体积计5～50g/L。
[0018]进一步，步骤(1)中，超支化聚酰胺
‑
胺与环氧氯丙烷的摩尔比为1：(1～5)。
[0019]进一步，步骤(1)中，交联反应的时间为1～5h。
[0020]进一步，步骤(1)中，超支化聚酰胺
‑
胺在20～30℃条件下溶解于甲醇。
[0021]进一步，步骤(2)中，所述的NaCO3溶液的浓度为0.05wt％～0.2wt％。
[0022]进一步，步骤(2)中，干燥固化的条件为在60～80℃的真空干燥箱中干燥12～24h。
[0023]进一步，步骤(2)中，优选用NaCO3溶液洗涤三次。
[0024]进一步，步骤(3)中，所述的银氨溶液的制备方法为：向浓度为10～30g/L的硝酸银溶液中滴加氨水，直至溶液澄清透明，滴加NaOH溶液调节溶液的pH为10～12，继续滴加氨水使溶液澄清透明，最后加入以硝酸银溶液计3～7g/L的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。其中，NaOH溶液的浓度优选为10g/L。
[0025]进一步，步骤(3)中，所述的葡萄糖溶液的组成为：10～30g/L的葡萄糖，30～50mL/L的无水乙醇，以及70～80mg/L的聚乙二醇。
[0026]进一步，步骤(3)中，优选用去离子水洗涤三次。
[0027]本专利技术还提供了一种使用上述制备方法获得的交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029]本专利技术通过表面涂覆的方法修饰对位芳纶纤维，将树形大分子涂覆在对位芳纶纤维表面，增加了对位芳纶纤维表面的活性位点，同时很好地保持了对位芳纶纤维优异的力学性能；然后通过化学镀银的方法制备导电纤维，合成工艺操作简单、成本低廉，且制得的材料力学性能好、导电性能好。
附图说明
[0030]图1为原始对位芳纶纤维PPTA、实施例2的交联树形分子改性对位芳纶纤维PPTA
‑
HPAMAM(ECH)、实施例2中的交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维PPTA
‑
HPAMAM/Ag(ECH)的扫描电镜图；
[0031]图2为原始对位芳纶纤维PPTA、实施例2中的交联树形分子改性对位芳纶纤维
PPTA
‑
HPAMAM(ECH)、实施例2中的交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维PPTA
‑
HPAMAM/Ag(ECH)的x射线衍射图；
[0032]图3为原始对位芳纶纤维PPTA、实施例2中的交联树形分子改性对位芳纶纤维PPTA
‑
HPAMAM(ECH)、实施例2中的交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维PP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维的制备方法，其特征在于，选用对位芳纶纤维为基材，先使用超支化聚酰胺
‑
胺对其进行表面改性，再进行化学镀银。2.根据权利1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在甲醇中加入超支化聚酰胺
‑
胺，使其充分溶解，得超支化聚酰胺
‑
胺溶液；向超支化聚酰胺
‑
胺溶液中加入交联剂，于50～80℃搅拌，进行交联反应，使超支化聚酰胺
‑
胺交联，得混合液；(2)将对位芳纶纤维在步骤(1)获得的混合液中浸泡30～60min后取出，干燥固化，然后用NaCO3溶液洗涤，干燥后得到交联树形分子改性对位芳纶纤维；(3)将步骤(2)获得的交联树形分子改性对位芳纶纤维放入银氨溶液，超声10～60min，然后其中滴加葡萄糖溶液，于30～35℃超声分散30～120min，过滤，去离子水洗涤，干燥，得到交联树形分子对位芳纶镀银导电纤维。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的对位芳纶纤维在参与反应前进行预处理，所述的预处理的方法为：将对位芳纶纤维分别用丙酮和乙醇进行抽提，然后烘干。4.根据权利要求2或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲荣君，耿雪，孙昌梅，张盈，王颖，孔祥宇，耿胜男，纪春暖，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：