一种提高聚吡咯羊毛导电布导电性能的方法

摘要

本发明公开了一种提高聚吡咯羊毛导电布导电性能的方法，首先将羊毛布浸入纯液氨中处理20‑60秒，取出后烘干；将经液氨处理的羊毛布浸入到0.02‑0.1mol/L的吡咯溶液中；边搅拌边滴加入0.02‑0.2mol/L的氯化铁水溶液，反应1‑6小时；冲洗干净并在室温下真空干燥。本发明的有益效果是处理后的羊毛的聚吡咯羊毛导电布的导电性能良好。

说明书

技术领域

本发明属于纺织纤维技术领域，涉及一种提高聚吡咯羊毛导电布导电性能的方法。

背景技术

导电纤维已广泛应用于人们的生活中，包括用于防止电磁辐射污染、电磁波泄漏、保护人类身体健康等方面的电磁屏蔽材料，以及用于以电刺激作为辅助方式治疗慢性伤口的导电材料。导电材料通常是以金属材料作为填料，通过涂层整理方法制备导电织物。但是这种使用金属填料的涂层整理的导电织物，会使织物手感、耐洗、耐摩、耐汗渍等性能下降。而采用高分子导电聚合物的导电织物，与金属涂层整理的导电织物相比，具有手感轻薄、透气性好等优点，比金属屏蔽材料更具优势。

目前合成的具有代表性的导电聚合物有聚乙炔、聚对苯撑、聚苯胺、聚噻吩、聚苯乙炔和聚吡咯等。其中，聚吡咯是一种典型的具有大共轭双键结构的导电高分子，具有高导电率、空气中稳定和易于制备等优点，因而广泛应用在电化学、电极材料、光学以及导电材料等方面。制备聚吡咯导电材料的方法有化学氧化聚合和电化学聚合，在此基础上又发展了模板法溶胶－凝胶法和静电纺丝法。其中化学氧化法合成聚吡咯相对简单、易行，是常用方法之一。但是目前未液氨处理的羊毛的聚吡咯羊毛导电纤维的导电性能较差，且有废水产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高聚吡咯羊毛导电布导电性能的方法，解决了目前未液氨处理的羊毛的聚吡咯羊毛导电布的导电性能较差的问题。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：将羊毛布浸入纯液氨中处理20-60秒，取出后烘干；

步骤2：将经液氨处理的羊毛布浸入到0.02-0.1mol/L的吡咯溶液中处理；

步骤3：边搅拌边滴加入0.02-0.2mol/L的氯化铁水溶液，反应1-6小时；

步骤4：冲洗干净并在室温下真空干燥。

进一步，所述步骤1中将羊毛布浸入纯液氨中处理30秒。

进一步，所述步骤2中吡咯溶液浓度为0.06mol/L，处理时间为20分钟。

进一步，所述步骤3中氯化铁水溶液浓度为吡咯溶液浓度的2倍。

进一步，所述步骤3中反应时间为4小时。

本发明的有益效果是处理后的羊毛的聚吡咯羊毛导电布导电性能良好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明利用液氨处理羊毛布提高聚吡咯羊毛导电布的导电性能。首先将羊毛布浸入纯液氨中处理20-60秒，优选30秒，取出后烘干；将经液氨处理的羊毛布浸入到吡咯溶液中(0.02-0.1mol/L,优先0.06mol/L)处理，边搅拌边滴加入氯化铁水溶液(0.02-0.2mol/L，优选含量为吡咯溶液浓度的2倍)，反应1-6小时，优选4小时，冲洗干净并在室温下真空干燥，完成导电性能优良的聚吡咯羊毛导电布的制备，检测其表面电阻率。

实施例1

将4g的羊毛布浸入纯液氨中处理20，30，40，50和60秒，随后取出烘干。将未经和经液氨处理的羊毛布浸入到200mL的吡咯溶液中(0.02mol/L)处理20分钟，搅拌，缓慢滴加入20mL的0.04mol/L的氯化铁溶液进行原位聚合反应，反应维持2小时。随后将聚吡咯羊毛导电布取出，用水冲洗干净后在室温下真空干燥。

将干燥后的聚吡咯羊毛导电布进行表面电阻率检测，每个样品检测5次，并取平均值，结果列于表1中。表面电阻率越高表示其导电性能越差。表1中经液氨处理的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率比未经液氨处理的表面电阻率低，表明液氨处理能降低聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率，且经液氨处理30秒后，在0.02mol/L吡咯溶液中2小时聚合制备的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率最小，证明其导电性能最佳。

表1.不同液氨处理时间制备的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率

液氨处理表面电阻率(Ω/cm^-2)未经液氨前处理465.28液氨处理20秒326.13液氨处理30秒254.73液氨处理40秒289.26液氨处理50秒302.84液氨处理60秒322.68

实施例2

将4g的羊毛布浸入纯液氨中处理30秒，随后取出烘干。将经液氨处理的羊毛布浸入到200mL的吡咯溶液中(0.02mol/L)处理20分钟，搅拌，缓慢滴加入20mL的0.04mol/L的氯化铁溶液进行原位聚合反应，反应维持1，2，3，4，5和6小时。随后将聚吡咯羊毛导电布取出，用水冲洗干净后在室温下真空干燥。

将干燥后的聚吡咯羊毛导电布进行表面电阻率检测，每个样品检测5次，并取平均值，结果列于表2中。表面电阻率越高表示其导电性能越差。表2中聚合反应时间4小时样品的表面电阻率低最低，尽管聚合反应时间5小时和6小时的样品的表面电阻率与聚合反应时间4小时样品相近，考虑合成效率和成本因素，确定聚合反应时间4小时为最佳的聚合反应时间。

表2.不同聚合反应时间制备聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率

聚合反应时间表面电阻率(Ω/cm^-2)聚合反应时间1小时327.58聚合反应时间2小时254.73聚合反应时间3小时224.65聚合反应时间4小时203.98聚合反应时间5小时206.04聚合反应时间6小时205.41

实施例3

将4g的羊毛布浸入纯液氨中处理30秒，随后取出烘干。将经液氨处理的羊毛布浸入到200mL的吡咯溶液中(0.02，0.04，0.06，0.08和0.10mol/L)处理20分钟，搅拌，相对应地缓慢滴加入20mL的0.04，0.08，0.12，0.16和0.2mol/L的氯化铁溶液(即氯化铁溶液的浓度为吡咯溶液浓度的2倍)进行原位聚合反应，反应维持4小时。随后将聚吡咯羊毛导电布取出，用水冲洗干净后在室温下真空干燥。

将干燥后的聚吡咯羊毛导电布进行表面电阻率检测，每个样品检测5次，并取平均值，结果列于表3中。表面电阻率越高表示其导电性能越差。表3中0.06mol/L吡咯溶液聚合制成的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率低最低，尽管在浓度为0.08mol/L和0.10mol/L的吡咯溶液中制成的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率与0.06mol/L吡咯溶液的样品相近，考虑合成效率和成本因素，确定吡咯溶液的浓度为0.06mol/L是最佳的聚合反应浓度。

表3.不同浓度吡咯溶液聚合制备的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率

吡咯溶液浓度氯化铁溶液浓度表面电阻率(Ω/cm^-2)0.02mol/L吡咯溶液0.04mol/L氯化铁溶液203.980.04mol/L吡咯溶液0.08mol/L氯化铁溶液194.230.06mol/L吡咯溶液0.12mol/L氯化铁溶液180.460.08mol/L吡咯溶液0.16mol/L氯化铁溶液181.980.10mol/L吡咯溶液0.20mol/L氯化铁溶液182.04

实施例4

将4g的羊毛布浸入纯液氨中处理30秒，随后取出烘干。将经液氨处理的羊毛布浸入到200mL的吡咯溶液中0.06mol/L)处理20分钟，搅拌，分别缓慢滴加入20mL的0.04，0.08，0.12，0.16和0.2mol/L的氯化铁溶液进行原位聚合反应，反应维持4小时。随后将聚吡咯羊毛导电布取出，用水冲洗干净后在室温下真空干燥。

将干燥后的聚吡咯羊毛导电布进行表面电阻率检测，每个样品检测5次，并取平均值，结果列于表4中。表面电阻率越高表示其导电性能越差。表4中在0.06mol/L吡咯溶液中滴加入0.12mol/L氯化铁溶液聚合制成的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率低最低，尽管在滴加浓度为0.16mol/L和0.20mol/L的氯化铁溶液制成的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率与0.12mol/L氯化铁溶液的样品相近，考虑合成效率和成本因素，确定氯化铁溶液的浓度为0.12mol/L是最佳的聚合反应浓度，即氯化铁溶液的浓度为吡咯溶液浓度的2倍是最佳地比例。

表4.不同浓度氯化铁溶液聚合制备的聚吡咯羊毛导电布的表面电阻率

吡咯溶液浓度氯化铁溶液浓度表面电阻率(Ω/cm^-2)0.06mol/L吡咯溶液0.04mol/L氯化铁溶液253.620.06mol/L吡咯溶液0.08mol/L氯化铁溶液215.590.06mol/L吡咯溶液0.12mol/L氯化铁溶液180.460.06mol/L吡咯溶液0.16mol/L氯化铁溶液189.070.06mol/L吡咯溶液0.20mol/L氯化铁溶液191.33

本发明通过羊毛液氨前处理方法提高聚吡咯羊毛导电布的导电性能，处理后液氨容易回收再利用，减少污染；经过本发明方法液氨处理的聚吡咯羊毛导电布的导电性能良好，且无废水产生。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。