【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导电材料，尤其涉及一种聚合物导电纤维膜及其制备方法与应用。
技术介绍
1、聚合物导电纤维是将导电介质混入聚合物中，经过混合纺丝、复合纺丝、涂层等方法制备而成的导电纤维，导电介质通常为金属粉、炭黑、石墨、金属氧化物或者本征导电聚合物等，可广泛用于静电屏蔽特种工作服、防护服、可穿戴传感器、滚热防护等领域。
2、对于传统的粉末导电介质，通过纺丝方法赋予纤维导电性，所面临的最大问题是无法大量添加导电介质，随着导电介质含量的增加，纤维的性能会下降，而导电介质过少，导电性不能满足要求。因此，对于添加式的导电纤维，这些年来仍无法突破纺丝瓶颈。
3、另一种制备导电纤维的方法是涂层法，该方法可以得到连续的导电粒子网络，电导率更低，制备简单，对纤维损伤小，但是会降低纤维表面的手感，纤维柔软性降低，并且形成的涂层容易脱落，稳定性差。
4、此外，还可以利用本征导电聚合物采用后聚合的方法在纤维表面聚合形成导电层。由于本征导电聚合物具有柔性等特点，采用后聚合的方法可以有效改善纤维表面发硬的现象，但与原有纤维的柔性及抗磨性相比还有待提高。
5、因此，如何利用本征导电聚合物制备稳定性好、导电性持久、柔软的导电纤维成为了本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种聚合物导电纤维膜及其制备方法与应用。本专利技术提供的聚合物导电纤维膜解决了传统导电纤维存在的加工困难、导电性不高、柔性差、稳定性差的问题。
3、本专利技术提供了一种聚合物导电纤维膜，所述聚合物导电纤维膜具有以成纤聚合物为皮层，以聚吡咯为芯层的皮芯结构。
4、优选的，所述聚合物导电纤维膜中成纤聚合物的含量为60-80wt％，聚吡咯的含量为20-40wt％。
5、优选的，所述成纤聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、水溶性纤维素衍生物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐中的一种或几种。
6、本专利技术提供了上述技术方案所述聚合物导电纤维膜的制备方法，包括以下步骤：以成纤聚合物为皮层，吡咯单体为芯层，经过静电纺丝制得成纤聚合物/吡咯单体纳米纤维膜；将所述成纤聚合物/吡咯单体纳米纤维膜经过交联和氧化剂诱导聚合，得到以成纤聚合物为皮层，聚吡咯为芯层的聚合物导电纤维膜。
7、优选的，所述静电纺丝的电压为20-40kv，卷绕辊的接收距离为15-20cm，纺丝速度为3-5μl/min，接收棍的速度为1000-1500r/min；静电纺丝的时间为7-12h。
8、优选的，所述静电纺丝的皮层纺丝液由成纤聚合物和水混合而成，芯层纺丝液由吡咯单体、水和表面活性剂混合而成。
9、优选的，所述皮层纺丝液中成纤聚合物的浓度为60-90wt％；芯层纺丝液中吡咯单体的含量为水用量的10-40wt％，表面活性剂的含量为水用量的0.5-2.5wt％。
10、优选的，所述交联的温度为20-60℃，交联的时间为0.5-2h，交联所用交联剂包括戊二醛、硼酸、甲醛、乙二醛、二羟甲基尿素中的一种或几种。
11、优选的，所述氧化剂诱导聚合的温度为-20～40℃，氧化剂诱导聚合的时间为1-4h。
12、本专利技术还提供了上述技术方案所述聚合物导电纤维膜在电磁屏蔽、传感器、智能触摸传导领域中的应用。
13、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
14、本专利技术以成纤聚合物为皮层，以聚吡咯为芯层制得具有皮芯结构的导电纤维膜，并以具有导电性的聚吡咯为芯层，改善了吡咯在表面聚合存在的脱落现象，同时吡咯的聚合发生在芯部，提高了导电纤维膜的导电稳定性，此外，导电纤维膜的表层仍是成纤聚合物本色，不影响纤维膜后续进行染色、后整理等工序。
15、本专利技术先通过静电纺丝技术，制备以吡咯单体为芯层的皮芯结构纳米纤维膜，再通过氧化剂诱导吡咯单体聚合，得到了以聚吡咯为芯层的聚合物导电纤维膜。本专利技术提供的制备方法能够改善吡咯在表面聚合存在的脱落现象，同时吡咯的聚合发生在芯部，提高了导电纤维膜的导电稳定性，最终得到的聚合物导电纤维膜具有优异的导电性能和柔软性能。并且，本专利技术的制备方法工艺简单、成本低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种聚合物导电纤维膜，其特征在于，所述聚合物导电纤维膜具有以成纤聚合物为皮层，以聚吡咯为芯层的皮芯结构。
2.根据权利要求1所述的聚合物导电纤维膜，其特征在于，所述聚合物导电纤维膜中成纤聚合物的含量为60-80wt％，聚吡咯的含量为20-40wt％。
3.根据权利要求1所述的聚合物导电纤维膜，其特征在于，所述成纤聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、水溶性纤维素衍生物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐中的一种或几种。
4.权利要求1-3任一项所述聚合物导电纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以成纤聚合物为皮层，吡咯单体为芯层，经过静电纺丝制得成纤聚合物/吡咯单体纳米纤维膜；将所述成纤聚合物/吡咯单体纳米纤维膜经过交联和氧化剂诱导聚合，得到以成纤聚合物为皮层，聚吡咯为芯层的聚合物导电纤维膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为20-40kV，卷绕辊的接收距离为15-20cm，纺丝速度为3-5μL/min，接收辊的速度为1000-1500r/min；静电纺丝的时间为7-12h。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物导电纤维膜，其特征在于，所述聚合物导电纤维膜具有以成纤聚合物为皮层，以聚吡咯为芯层的皮芯结构。
2.根据权利要求1所述的聚合物导电纤维膜，其特征在于，所述聚合物导电纤维膜中成纤聚合物的含量为60-80wt％，聚吡咯的含量为20-40wt％。
3.根据权利要求1所述的聚合物导电纤维膜，其特征在于，所述成纤聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、水溶性纤维素衍生物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐中的一种或几种。
4.权利要求1-3任一项所述聚合物导电纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以成纤聚合物为皮层，吡咯单体为芯层，经过静电纺丝制得成纤聚合物/吡咯单体纳米纤维膜；将所述成纤聚合物/吡咯单体纳米纤维膜经过交联和氧化剂诱导聚合，得到以成纤聚合物为皮层，聚吡咯为芯层的聚合物导电纤维膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为20-40kv，卷绕辊的接收距离为15-20cm，纺丝速度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王闻宇，王一璠，金欣，钱晓明，朵永超，
申请(专利权)人：千帆智能科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。