【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能高分子材料制备，涉及一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法。
技术介绍
1、聚吡咯是一种耐腐蚀性优良的导电高分子材料，由其开发的导电纤维可用于传感、电子屏蔽、组织工程等领域。目前，聚吡咯基导电纤维的开发通常是通过滴定反应液或将纤维及其集合体浸渍于反应液中，如文献1（印染, 2023, 49(07): 47-50）、文献2（纺织学报, 2022, 43(02): 110-115+139）以及专利cn103643339a，但是这些方法难以实现导电纤维的连续稳定化处理。
2、为解决上述问题，也有研究者通过原位聚合法实现了聚吡咯/聚氨酯复合纤维的连续制备，如文献3（npj flexible electronics, 2022, 6(1): 42）、文献4（appliedsurface science, 2023, 610: 155515），但研究发现其所制备的复合纤维中导电层的稳定性差，且耐磨性有待提高。
3、在现有技术中，聚合物导电纤维的开发方法主要包括导电材料与聚合物共混纺丝或对聚合物纤维进行后整理，其中后者可在不降低纤维力学性能的状况下赋予纤维导电性，如文献5（纺织学报, 2018, 39(02): 20-25）中是采用基于原位聚合法制备了涤纶/聚苯胺复合导电纱，但其导电层易脱落。而为了提高导电层的耐久性，文献6（纺织学报,2019, 40(08): 95-100）中是利用等离子体处理涤纶纤维，再通过浸渍法和原位聚合法制备了聚吡咯/涤纶复合导电纱线，但是，该方法虽然使聚吡咯的牢
4、综上所述，现有技术还未发现能够实现高耐久性聚吡咯/涤纶导电纤维连续稳定制备的路径。
5、因此，研究一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法以解决上述问题，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，利用原位聚合装置，将经过超声-碱减量改性后的涤纶纤维依次浸过十二烷基硫酸钠（sds）、水性聚氨酯（wpu）与吡咯单体（py）的混合溶液以及三氯化铁水溶液，三氯化铁作为氧化剂可引发吡咯单体在涤纶纤维表面发生原位聚合反应，随后进行干燥处理，干燥处理的目的是防止纤维卷绕堆叠发生互相粘连，依次浸过两种溶液与干燥处理的步骤循环多次后制得聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维；
4、对涤纶纤维进行超声-碱减量改性，是指将涤纶纤维浸渍于氢氧化钠溶液中，并在水浴中进行超声处理。
5、本专利技术将经过超声-碱减量联合改性后的涤纶纤维浸过添加了水性聚氨酯的聚吡咯原位聚合反应液，凭借聚氨酯的粘弹性，一步法实现高耐久性聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续开发。
6、通过超声-碱减量联合改性处理提高纤维表面的粗糙度和亲水性，进而提高后续导电聚吡咯的附着量和牢固性；其中，粗糙度的提高为导电聚吡咯的附着提供了更多的物理和化学结合点，从而提高了导电聚吡咯的附着量；亲水性提高说明有更多的亲水性基团，该基团可以增强纤维和聚吡咯之间的氢键作用，进而提高牢固性。
7、作为优选的技术方案：
8、如上所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的增重率为27~52 wt.%。
9、如上所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的电导率为0.94 s/m以上，经50次标准洗涤（洗涤参照的gb/t3921-2008标准中的方法）后电导率的保持率为90%以上，经5000次摩擦作用（摩擦参照gb/t4802.2-2008标准中的方法）后电导率的保持率为85%以上。
10、如上所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，十二烷基硫酸钠、水性聚氨酯与吡咯单体的混合溶液中，十二烷基硫酸钠的浓度为0.4~0.8 mol/l，水性聚氨酯的浓度为2~5 wt.%，吡咯单体的浓度为0.5~1.5 mol/l。
11、如上所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，三氯化铁水溶液浓度为0.5~1.5 mol/l。
12、如上所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，氢氧化钠溶液的浓度为50 g/l，浸渍的浴比为1:50。
13、如上所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，水浴温度为60 ℃，超声功率为300 w，超声时间为3 h，这些参数是超声-减减量条件下涤纶纤维亲水性最好的，对其导电处理的优势更大，所以本专利技术选定为这些固定参数，但不应理解为对本专利技术的限制，其他参数值依然可以实现本专利技术的目的。
14、有益效果：
15、（1）本专利技术通过超声-碱减量联合改性处理提高了纤维表面的粗糙度和亲水性，进而提高后续导电聚吡咯的附着量和牢固性，使其在经过多次洗涤和摩擦后依然有优异的电导率。
16、（2）本专利技术将经过超声-碱减量联合改性后的涤纶纤维浸过添加了水性聚氨酯的聚吡咯原位聚合的反应液，一步法实现高耐久性聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续开发；此外，本专利技术制备的聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维在保证涤纶纤维优异力学性能的同时，还具有优异的导电性以及高耐久性。
17、（3）本专利技术为疏水性化纤的连续导电化处理及高值化利用奠定可靠的技术保障，使制备的聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维可在传感、柔性电子等领域实现高值化利用。
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1.一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于：利用原位聚合装置，将经过超声-碱减量改性后的涤纶纤维依次浸过十二烷基硫酸钠、水性聚氨酯与吡咯单体的混合溶液以及三氯化铁水溶液，随后进行干燥处理，循环多次后制得聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维；
2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的增重率为27~52 wt.%。
3.根据权利要求2所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的电导率为0.94 S/m以上，经50次标准洗涤后电导率的保持率为90%以上，经5000次摩擦作用后电导率的保持率为85%以上。
4.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，十二烷基硫酸钠、水性聚氨酯与吡咯单体的混合溶液中，十二烷基硫酸钠的浓度为0.4~0.8 mol/L，水性聚氨酯的浓度为2~5 wt.%，吡咯单体的浓度为0.5~1.5 mol/L。
5.根据权
6.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为50 g/L，浸渍的浴比为1:50。
7.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，水浴温度为60 ℃，超声功率为300 W，超声时间为3 h。
...【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于：利用原位聚合装置，将经过超声-碱减量改性后的涤纶纤维依次浸过十二烷基硫酸钠、水性聚氨酯与吡咯单体的混合溶液以及三氯化铁水溶液，随后进行干燥处理，循环多次后制得聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维；
2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的增重率为27~52 wt.%。
3.根据权利要求2所述的一种聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的连续制备方法，其特征在于，聚吡咯/聚氨酯/涤纶复合导电纤维的电导率为0.94 s/m以上，经50次标准洗涤后电导率的保持率为90%以上，经5000次摩擦作用后电导率的保持率为85%以上。
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫涛，潘志娟，任怀林，雷红，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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