【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电纤维，具体涉及一种电阻稳定的可拉伸导电纤维及其连续化制备方法。
技术介绍
1、可拉伸导电纤维是兼具一定的力学和电学性能的一类纤维，并且它能有效解决传统刚性导线存在的形变和导电稳定性无法共存的问题，在智能纺织品、可穿戴电子器件、人体运动检测等领域具有广阔的应用前景。
2、目前，制备可拉伸导电纤维的方法主要有三种：第一种方法是将导电材料分散在高分子弹性体溶液中，通过湿法纺丝制备得到弹性导电纤维。如文献(appl.mater.today,2018,11,255)将聚(3,4-乙二氧基噻吩)、聚苯乙烯磺酸盐与聚氨酯溶液混合得到纺丝液，再通过湿法纺丝工艺制备了弹性导电纱线。该种方法可以实现可拉伸导电纤维的连续制备，但因添加的导电组分有限，制备得到的纤维的导电性能还有待提高。第二种方法是在现有弹性纤维外层涂覆导电材料，从而赋予弹性纤维一定的导电性。如专利cn114108152b公开了一种兼具应变传感和拉伸电阻稳定的多层次结构复合纱的制备方法，采用氨纶长丝为芯纱，在此基础之上增加导电褶皱层(导电材料为碳纳米管或液态金属)，再采用静电纺进行表面包覆，之后覆载碳基纳米材料和金属纳米材料，最后包覆一层静电纺的纤维网制备完整纱线。该专利公开的多级结构虽能很好的避免纳米材料的脱落问题，但是制备方法复杂，所用材料较多、成本较高。第三种方法是先制备导电纤维，再将其绕包在弹性纤维长丝的表面制备得到弹性导电纱线。如专利cn110129942b公开了弹性导电纱线及其制备方法，先采用环锭纺制备导电包芯纱，然后将弹性纤维长丝与得到的导电
3、因此，研发一种制备方法简单、可连续化进行且成本低的电阻稳定的可拉伸导电纤维具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种电阻稳定的可拉伸导电纤维及其连续化制备方法，以弹性纤维为基线，通过喂入辊和收集辊的速度差实现弹性纤维伸长至预设倍数，通过多次润湿、包覆碳纳米管得到电阻稳定的可拉伸导电纤维，制备方法简单、成本低、可实现连续化生产。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供了一种电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，包括如下步骤：
3、s1、以弹性纤维为基线，通过喂入辊放线，经润湿、包覆碳纳米管、溶剂浴、干燥后，通过收集辊收线，收线结束后释放拉力，弹性纤维回缩；
4、其中，根据预拉伸倍数设置喂入辊和收集辊的线速度，所述收集辊的线速度大于喂入辊的线速度；
5、s2、将上一步骤得到的纤维通过喂入辊放线，经润湿、包覆碳纳米管、溶剂浴、干燥后，通过收集辊收线，收线结束后释放拉力，弹性纤维回缩；
6、其中，喂入辊和收集辊的线速度与步骤s1相同；
7、s3、重复步骤s2包覆多层碳纳米管，得到所述电阻稳定的可拉伸导电碳纤维。
8、本专利技术以弹性纤维为基线，通过喂入辊和收集辊的速度差实现弹性纤维伸长至预设倍数，保持纤维的拉伸倍数，进行多次润湿、包覆碳纳米管，完成多层碳纳米管的包覆后释放拉伸力，纤维回缩，碳纳米管层随基线回缩起褶，得到电阻稳定的可拉伸导电纤维。纤维应用时，当再次受到拉伸时，起褶的碳纳米管层随基线的拉伸而产生空间重构，并且碳纳米管层与经聚氨酯溶液润湿后的基线的结合力较强，不存在脱落风险，因而纤维的导电性能稳定。通过调节基线的粗细和包覆的次数实现可拉伸导电纤维的直径和电阻调节。制备方法简单、成本低、可实现连续化生产。
9、进一步的，所述预拉伸的倍数为1.5-4倍。
10、进一步的，s1和s2中，所述润湿采用的溶液为质量浓度为5％-10％的水性聚氨酯溶液，经水性聚氨酯溶液润湿后包覆碳纳米管，聚氨酯起到基线和碳纳米管层之间的粘接作用，提高二者结合力，减少碳纳米管脱落的风险。
11、进一步的，所述弹性纤维为聚氨酯纤维，所述弹性纤维的细度为280-2280d。
12、进一步的，s1和s2中，所述包覆具体为将润湿后的弹性纤维与碳纳米管接触，在其表面包覆一层碳纳米管。
13、进一步的，s1和s2中，所述碳纳米管通过浮动催化剂化学气相沉积法制备得到。
14、进一步的，s1和s2中，所述溶剂浴采用的溶剂为水、乙醇或丙酮。
15、进一步的，所述重复的次数为0-4次。
16、本专利技术第二方面公开了第一方面所述制备方法制备获得的电阻稳定的可拉伸导电纤维。
17、进一步的，在纤维的拉伸形变率为50％-300％时，电阻变化率小于15％。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术以弹性纤维为基线，将碳纳米管筒状物包覆在预拉伸的基线表面，释放拉伸力后得到电阻稳定的可拉伸导电纤维，制备方法简单、成本低、可连续化进行，适合于大批量生产。
20、本专利技术方法制备的电阻稳定的可拉伸导电纤维，外层碳纳米管与内层弹性纤维基线的结合力较好，不存在脱落的风险，可以在一定形变范围内实现稳定的导电性能，兼具很好的柔韧性。
21、本专利技术可通过调节基线的粗细和包覆的次数实现纤维的直径和电阻调节，从而获得不同尺寸和电阻的可拉伸导电纤维。
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1.一种电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S1中，所述预拉伸的倍数为1.5-4倍。
3.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S1和S2中，所述润湿采用的溶液为质量浓度为5％-10％的水性聚氨酯溶液。
4.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S1中，所述弹性纤维为聚氨酯纤维，所述弹性纤维的细度为280-2280D。
5.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S1和S2中，所述包覆具体为将润湿后的弹性纤维与碳纳米管接触，在其表面包覆一层碳纳米管。
6.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S1和S2中，所述碳纳米管通过浮动催化剂化学气相沉积法制备得到。
7.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S1和S2中，所述溶剂浴采用的溶剂为水
8.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，S3中，所述重复的次数为0-4次。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备获得的电阻稳定的可拉伸导电纤维。
10.如权利要求9所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维，其特征在于，在纤维的拉伸形变率为50％-300％时，电阻变化率小于15％。
...【技术特征摘要】
1.一种电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，s1中，所述预拉伸的倍数为1.5-4倍。
3.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，s1和s2中，所述润湿采用的溶液为质量浓度为5％-10％的水性聚氨酯溶液。
4.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，s1中，所述弹性纤维为聚氨酯纤维，所述弹性纤维的细度为280-2280d。
5.如权利要求1所述的电阻稳定的可拉伸导电纤维的连续化制备方法，其特征在于，s1和s2中，所述包覆具体为将润湿后的弹性纤维与碳纳米管...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓刚，梁云霞，张克勤，刘绮雯，王雅，孙月晓，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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