導電纖維的製備方法及其製備裝置製造方法
2023-09-22 05:42:00 3
導電纖維的製備方法及其製備裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種導電纖維的製備方法，包括：將待處理化學纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行聚合反應，得到導電纖維。本發明還提供了一種導電纖維的製備裝置，包括：苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器和等離子體聚合反應器，待處理化學纖維依次經過所述苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器和等離子體聚合反應器。本發明直接將待處理化學纖維經過苯胺氣體吸附和氯化氫氣體吸附，然後在等離子體條件下進行聚合反應，實現苯胺在普通化學纖維上的幹法原位聚合，不僅不需要複雜的前處理，而且無需添加氧化劑、催化劑等，反應快速，製備工藝簡單，操作及控制好，試劑消耗及浪費少，製造成本低廉，過程清潔，無廢水產生。
【專利說明】導電纖維的製備方法及其製備裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬於導電纖維【技術領域】，尤其涉及一種導電纖維的製備方法及其製備裝 置。
【背景技術】
[0002] 導電纖維是通過電子傳導和電暈放電而消除靜電的功能性纖維，具有良好的導電 性和耐久性，在工業、民用領域具有廣泛的應用。由導電纖維製成的導電織物，具有優異的 導電、導熱、屏蔽、吸收電磁波等功能，廣泛應用於電子、電力行業的導電網、導電工作服；醫 療行業的電熱服、電面、電熱繃帶；航空、航天、精密電子行業的電磁頻蔽罩等方面。
[0003] 導電纖維分為金屬系導電纖維、碳黑系導電纖維、導電高分子型纖維和金屬化合 物型導電纖維，其中，導電高分子型纖維主要有兩種，一種是採用高分子導電材料，如聚乙 炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等本徵導電聚合物直接紡絲製成的導電高分子型纖維；一種是 對普通化學纖維進行變性處理，得到導電高分子型纖維。由於直接採用高分子導電材料制 備導電高分子型纖維具有紡絲困難、成本較高的缺點，因此，對普通化學纖維進行變性處理 是目前獲得導電高分子型纖維的主要方法之一。
[0004] 現有技術一般採用化學方法在普通纖維表面修飾導電聚合物形成導電塗層，從而 製備導電纖維。以聚苯胺作為導電塗層的導電纖維為例，其製備方法如下：將普通纖維在含 有溶脹劑和含銅離子的催化劑的苯胺酸性介質中浸漬，再浸漬氧化劑溶液後進行聚合，得 到導電纖維，不僅製備工藝複雜，而且消耗大量試劑，產生大量廢水。尤其對於滌綸、腈綸等 較難修飾的化學纖維而言，該種方法不僅消耗大量試劑、產生大量廢水，而且苯胺沉積不均 勻，得到的導電纖維中聚苯胺塗層不均勻、結合牢度及導電能力較差。
[0005] 為了提高聚苯胺與被加工化學纖維，如滌綸、腈綸等的結合牢度並提高複合纖維 的導電性能，有人採用先對滌綸或腈綸纖維進行低溫等離子體預處理，再採用化學溼法進 行苯胺氧化聚合，形成聚苯胺導電塗層，該方法製備的導電聚苯胺滌綸複合纖維具有導電 性能良好、抗靜電性能優良的特點，但在這種溼法製備過程中，溶液中苯胺單體、酸性介質 及氧化劑三者缺一不可，不僅前處理複雜、反應時間長、試劑消耗量大，而且有大量廢水產 生。
【發明內容】
[0006] 有鑑於此，本發明的目的在於提供一種導電纖維的製備方法及其製備裝置，本發 明提供的製備方法無需複雜的前處理，試劑消耗量小，無廢水產生。
[0007] 本發明提供了一種導電纖維的製備方法，包括：
[0008] 將待處理化學纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行氣 相原位聚合反應，得到導電纖維。
[0009] 優選的，還包括：
[0010] 將所述導電纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行聚合 反應。
[0011] 優選的，所述苯胺氣體的流量為〇?150L/h。
[0012] 優選的，所述等離子體條件由等離子體聚合反應器提供，所述等離子體聚合反應 器的電極間距為5mm?15mm，所述等離子體聚合反應器發生電源的輸出電壓為25v?50v。
[0013] 優選的，所述聚合反應的時間為Is?10s。
[0014] 優選的，所述待處理化學纖維為滌綸或丙綸等。
[0015] 與現有技術相比，本發明將待處理化學纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在 等離子體條件下進行聚合反應，得到導電纖維。本發明直接將待處理化學纖維經過苯胺氣 體吸附和氯化氫氣體吸附，然後在等離子體條件下進行聚合反應，實現苯胺在待處理化學 纖維上的氣相原位聚合，不僅不需要複雜的前處理，而且無需添加氧化劑、催化劑等，反應 快速，製備工藝簡單，操作及控制好，試劑消耗及浪費少，製造成本低廉，過程清潔，無廢水 產生。同時，本發明提供的方法製備得到的導電纖維導電性能及抗靜電性能良好，聚苯胺導 電塗層較為均勻，塗層厚薄可調，且聚苯胺結合牢固。實驗結果表明，本發明提供的方法得 到的導電纖維的導電塗層較為均勻、導電性能優良、抗靜電性能較好，塗層結合較為牢固， 水洗烘乾10次後導電性能基本無變化。
[0016] 本發明還提供了一種導電纖維的製備裝置，包括：苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發 生器和等離子體聚合反應器，待處理化學纖維依次經過所述苯胺氣體發生器、氯化氫氣體 發生器和等離子體聚合反應器。
[0017] 優選的，還包括：退繞裝置和卷繞裝置，待處理化學纖維依次經過所述退繞裝置、 苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器、等離子體聚合反應器和卷繞裝置。
[0018] 優選的，所述等離子體聚合反應器包括：
[0019] 石英管反應器；
[0020] 設置在所述石英管反應器內壁上的放電電極；
[0021] 設置在所述石英管反應器外壁上的接地電極；
[0022] 分別與所述放電電極和接地電極相連接的等離子體發生電源；
[0023] 所述待處理化學纖維經過所述石英管反應器。
[0024]優選的，所述苯胺氣體發生器包括：
[0025] 苯胺溶液存儲裝置，所述苯胺溶液存儲裝置上設置有密封蓋；
[0026] 所述密封蓋上設置有進氣管，所述進氣管的管口位於苯胺溶液的液面以下；所述 進氣管上設置有流量計；
[0027] 所述密封蓋上設置有出氣管，所述出氣管的一端管口位於苯胺溶液的液面以上， 另一端管口與苯胺氣體存儲裝置相通；
[0028] 所述待處理化學纖維經過所述苯胺氣體存儲裝置。
[0029] 本發明提供的導電纖維的製備裝置包括：苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器和 等離子體聚合反應器，待處理化學纖維依次經過所述苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器 和等離子體聚合反應器。本發明直接將待處理化學纖維經過苯胺氣體吸附和氯化氫氣體吸 附，然後在等離子體條件下進行聚合反應，實現苯胺在待處理化學纖維上的氣相原位聚合， 不僅不需要複雜的前處理，而且無需添加氧化劑、催化劑等，反應快速，製備工藝簡單，操作 及控制好，試劑消耗及浪費少，製造成本低廉，過程清潔，無廢水產生。本發明提供的製備裝 置結構簡單，易於操作。另外，本發明提供的製備裝置可方便地安裝於紡織機中，實現導電 織物的製備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1為本發明實施例提供的用於導電纖維的製備裝置的結構示意圖；
[0032] 圖2為本發明實施例提供的苯胺氣體發生器的結構示意圖；
[0033] 圖3為本發明實施例提供的氯化氫氣體發生器的結構示意圖；
[0034] 圖4為本發明實施例提供的等離子體聚合反應器的結構示意圖；
[0035] 圖5為本發明實施例提供的退繞裝置的結構示意圖；
[0036] 圖6為本發明實施例提供的卷繞裝置的結構示意圖；
[0037] 圖7為本發明實施例製備的導電滌綸纖維的SEM照片；
[0038] 圖8為本發明實施例採用的滌綸纖維的SEM照片；
[0039] 圖9為本發明實施例製備的導電丙綸纖維的SEM照片；
[0040] 圖10為本發明實施例採用的丙綸纖維的SEM照片。
【具體實施方式】
[0041] 下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範 圍。
[0042] 本發明提供了導電纖維的製備方法，包括：
[0043] 將待處理化學纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行聚 合反應，得到導電纖維。
[0044] 本發明以普通化學纖維為原料，將其依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後，使苯胺 在等離子體條件下進行原位聚合反應，在普通化學纖維表面形成導電塗層，無需氧化劑即 可製備得到導電性能良好的導電纖維。
[0045] 在本發明中，所述待處理化學纖維為需要進行導電塗層修飾的化學纖維，本發明 對其並無特殊限制，如滌綸、腈綸、丙綸、聚醯胺纖維等，優選為滌綸或丙綸。本發明對所述 滌綸纖維沒有特殊限制，市售的滌綸紗線即可，例如規格為150D/299F的滌綸紗線等。
[0046] 首先將待處理化學纖維經過苯胺氣體，即在苯胺氣體環境下使苯胺吸附在待處理 化學纖維表面。具體而言，本發明優選使待處理化學纖維經過苯胺氣體發生器，使新形成的 苯胺氣體吸附於待處理化學纖維表面。在本發明中，待處理化學纖維經過苯胺氣體時，苯胺 氣體的流量優選為〇?150L/h，更優選為10L/h?120L/h，最優選為30L/h?90L/h。本 發明對所述待處理化學纖維的速度沒有特殊限制，在待處理化學纖維表面吸附足夠量的苯 胺氣體即可，本領域技術人員可以根據需要通過實驗確定。在直接製備織物時，所述待處理 化學纖維的速度與織機要求的緯線速度相同，即可實現聚苯胺導電塗層修飾後直接製備織 物。作為優選，所述苯胺氣體以含氮氣的氣體作為載體，所述含氮氣的氣體包括空氣或者純 氮氣。
[0047]經過苯胺氣體後，將所述待處理化學纖維繼續經過氯化氫氣體，即在氯化氫氣體 環境下使氯化氫吸附在待處理化學纖維表面。具體而言，本發明優選使用待處理化學纖維 經過氯化氫氣體發生器，使新形成的氯化氫氣體吸附於待處理化學纖維表面。在本發明中， 待處理化學纖維經過氯化氫氣體時，氯化氫氣體的流量優選為〇?150L/h，更優選為10L/ h?120L/h，最優選為30L/h?90L/h。本發明對所述待處理化學纖維的速度沒有特殊限制， 在待處理化學纖維表面吸附足夠量的氯化氫氣體即可，本領域技術人員可以根據需要通過 實驗確定。作為優選，所述待處理化學纖維經過苯胺氣體的速度和經過氯化氫氣體的速度 相同。
[0048]依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後，待處理化學纖維表面吸附有苯胺和氯化氫， 然後在等離子體條件下進行聚合反應，苯胺在氯化氫和等離子體存在的作用下在待處理化 學纖維上原位聚合，形成聚苯胺導電層，得到導電纖維。
[0049]在本發明中，所述等離子體條件由等離子體聚合反應器提供，即，所述聚合反應在 等離子體聚合反應器中進行。所述等離子體聚合反應器包括石英管反應器、分別設置在石 英管反應器上的放電電極和接地電極和分別與所述放電電極和接地電極相連接的等離子 體發生電源。在本發明中，所述等離子體聚合反應器的電極間距優選為5_?15_，更優選 為8_。採用上述等離子體聚合反應器進行聚合反應時，所述等離子體聚合反應器發生電源 的輸出電壓優選為25v?50v，更優選為32v;此時，所述聚合反應的時間優選為Is?10s， 更優選為3s。所述聚合反應優選在空氣條件下進行。
[0050] 聚合反應完畢後，即可得到導電纖維。得到導電纖維後，還可進一步採用苯胺對所 述導電纖維進行再次修飾，具體步驟如下：
[0051] 將所述導電纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行聚合 反應。
[0052] 對導電纖維進行第二次修飾的過程與第一次修飾的過程基本相同，本發明在此不 再贅述，第二次修飾過程中各步驟的工藝條件和參數，本領域技術人員根據需要自行選擇 即可，本發明沒有特殊限制。
[0053] 本發明直接將待處理化學纖維經過苯胺氣體吸附和氯化氫氣體吸附，然後在等離 子體條件下進行聚合反應，實現苯胺在待處理化學纖維上的幹法原位聚合，不僅不需要復 雜的前處理，而且無需添加氧化劑、催化劑等，反應快速，製備工藝簡單，操作及控制好，試 劑消耗及浪費少，製造成本低廉，過程清潔，無廢水產生。同時，本發明提供的方法製備得到 的導電纖維導電性能及抗靜電性能良好，聚苯胺導電塗層較為均勻，塗層厚薄可調，且聚苯 胺結合牢固。
[0054] 本發明還提供了一種導電纖維的製備裝置，包括：苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發 生器和等離子體聚合反應器，待處理化學纖維依次經過所述苯胺氣體發生器、氯化氫氣體 發生器和等離子體聚合反應器。
[0055] 參見圖1，圖1為本發明實施例提供的導電纖維的製備裝置的結構示意圖，其中，1 為苯胺氣體發生器，2為氯化氫氣體發生器，3為等離子體聚合反應器。
[0056] 本發明使待處理化學纖維依次經過苯胺氣體發生器1、氯化氫氣體發生器2,使待 處理化學纖維表面吸附有苯胺和氯化氫，然後在等離子體聚合反應器3中進行聚合反應， 得到導電纖維。
[0057] 在本發明中，所述苯胺氣體發生器的作用在於產生苯胺氣體，使待處理化學纖維 經過時表面吸附苯胺。在本發明中，所述苯胺氣體發生器優選包括：
[0058] 苯胺溶液存儲裝置，所述苯胺溶液存儲裝置上設置有密封蓋；
[0059] 所述密封蓋上設置有進氣管，所述進氣管的管口位於苯胺溶液的液面以下；所述 進氣管上設置有流量計；
[0060] 所述密封蓋上設置有出氣管，所述出氣管的一端管口位於苯胺溶液的液面以上， 另一端管口與苯胺氣體存儲裝置相通；
[0061] 所述待處理化學纖維經過所述苯胺氣體存儲裝置。
[0062] 參見圖2,圖2為本發明實施例提供的苯胺氣體發生器的結構示意圖，其中，21為 苯胺溶液存儲裝置，22為設置在苯胺溶液存儲裝置21上的密封蓋，23為設置在密封蓋22 上的進氣管，進氣管23的一端管口位於苯胺溶液液面以下，另一端管口通過流量計27與進 氣泵24相連通，25為設置在密封蓋22上的出氣管，出氣管25的一端管口位於苯胺溶液的 液面以上，另一端管口與苯胺氣體存儲裝置26相連通。
[0063] 通過進氣泵24向苯胺溶液存儲裝置21中充入氮氣或其他氣體，使其中的苯胺以 氣體的形式擴散至苯胺氣體存儲裝置26中，待處理化學纖維經過苯胺氣體存儲裝置26時， 將苯胺氣體吸附至待處理化學纖維表面。
[0064] 具體而言，苯胺氣體存儲裝置26可以為兩端相對封閉的管，苯胺氣體充滿管內， 待處理化學纖維經過該管時吸附苯胺氣體。
[0065] 在其他實施例中，所述苯胺氣體發生器還包括設置在進氣管23上的閥門和氣體 流量計，用於調控苯胺氣體存儲裝置26中苯胺氣體的飽和狀態以及均勻性，從而最終控制 待處理化學纖維對苯胺氣體的吸附量。
[0066] 在本發明中，所述氯化氫氣體發生器的作用在於產生氯化氫氣體，使待處理化學 纖維經過時表面吸附氯化氫。在本發明中，所述氯化氫氣體發生器優選包括：
[0067] 鹽酸溶液存儲裝置，所述鹽酸溶液存儲裝置上設置有密封蓋；
[0068] 所述密封蓋上設置有進氣管，所述進氣管的管口位於鹽酸溶液的液面以下；
[0069] 所述密封蓋上設置有出氣管，所述出氣管的一端管口位於鹽酸溶液的液面以上， 另一端管口與氯化氫氣體存儲裝置相通；
[0070] 所述待處理化學纖維經過所述氯化氫氣體存儲裝置。
[0071] 參見圖3,圖3為本發明實施例提供的氯化氫氣體發生器的結構示意圖，其中，31 為鹽酸溶液存儲裝置，32為設置在鹽酸溶液存儲裝置31上的密封蓋，33為設置在密封蓋32 上的進氣管，進氣管33的一端管口位於鹽酸溶液液面以下另一端管口與進氣泵34相連通， 35為設置在密封蓋22上的出氣管，出氣管35的一端管口位於鹽酸溶液的液面以上，另一端 管口與氯化氫氣體存儲裝置36相連通。
[0072] 通過進氣泵34向鹽酸溶液存儲裝置31中充入過濾空氣，使其中的氯化氫以氣體 的形式擴散至氯化氫氣體存儲裝置36中，待處理化學纖維經過氯化氫氣體存儲裝置36時， 將氯化氫氣體吸附至待處理化學纖維表面。
[0073] 具體而言，氯化氫氣體存儲裝置36可以為兩端封閉的管，氯化氫氣體充滿管內， 待處理化學纖維經過該管時吸附氯化氫氣體。
[0074] 在其他實施例中，所述氯化氫氣體發生器還包括設置在進氣管33上的閥門和氣 體流量計，用於調控氯化氫氣體存儲裝置36中氯化氫氣體的飽和狀態以及均勻性，從而最 終控制待處理化學纖維對氯化氫氣體的吸附量。
[0075] 在本發明中，等離子體聚合反應器3的作用在於提供等離子體環境，使苯胺在待 處理化學纖維上原位幹法聚合。在本發明中，等離子體聚合反應器3優選包括：
[0076] 石英管反應器；
[0077] 設置在所述石英管反應器內壁上的放電電極；
[0078] 設置在所述石英管反應器外壁上的接地電極；
[0079] 分別與所述放電電極和接地電極相連接的等離子體發生電源；
[0080] 所述待處理化學纖維經過所述石英管反應器。
[0081] 參見圖4,圖4為本發明實施例提供的等離子體聚合反應器的結構示意圖，其中， 41為石英管反應器,42為設置在石英管反應器41內壁上的放電電極,43為設置在石英管反 應器41外壁上的接地電極，44為等離子體發生電源。
[0082] 在本發明中，石英管反應器41為苯胺的聚合反應提供場所，其內壁上設置有放電 電極42,外壁設置有接地電極43,放電電極42與等離子體發生電源44的高壓輸出端相連， 接地電極43與等離子體發生電源44的接地電極相連。放電電極42和接地電極43平行設 置,通過高壓放電產生等離子體。在本發明的一個實施例中，放電電極42和接地電極43的 間距可以為5mm?15mm，優選為8mm。在本發明的另一個實施例中，放電電極42和接地電 極43均為不鏽鋼絲網電極。
[0083] 為安全起見，在本發明的另一個實施例中，還包括容納石英管反應器41的石英管 保護罩45。
[0084] 在本發明的另一個實施例中，還包括設置於石英管保護罩45外部或者石英管反 應器41外部的散熱器46,用於對石英管反應器41進行散熱。散熱器46可以是散熱風扇， 本發明對此並無特殊限制。
[0085] 在本發明的另一個實施例中，還包括支架，支架的作用在於支持石英管反應器41。
[0086] 本發明使待處理化學纖維依次通過苯胺氣體發生器1、氯化氫氣體發生器2和等 離子體聚合反應器3,同時控制相應的反應條件，即可完成苯胺的原位幹法聚合，在普通化 學纖維表面形成聚苯胺導電層，得到導電纖維。
[0087] 本發明優選將苯胺氣體發生器1的苯胺氣體存儲裝置、氯化氫氣體發生器2的氯 化氫氣體存儲裝置和等離子體聚合反應器3的反應器的軸中心調節至一條直線上，使待處 理化學纖維依次經過苯胺氣體發生器1、氯化氫氣體發生器2和等離子體聚合反應器3,從 而均勻吸附苯胺和氯化氫，形成均勻的聚苯胺導電塗層。
[0088] 在本發明的一個實施例中，除了苯胺氣體發生器1、氯化氫氣體發生器2和等離子 體聚合反應器3,還包括退繞裝置4和卷繞裝置5,退繞裝置4的目的在於放線，卷繞裝置5 的目的在於收線，待處理化學纖維由退繞裝置4放出，經過苯胺氣體發生器1、氯化氫氣體 發生器2和等離子體聚合反應器3後，由卷繞裝置5收集。
[0089] 在本發明中，所述退繞裝置優選包括：
[0090] 用於纏繞待處理化學纖維的退繞軸；
[0091] 用於調節待處理化學纖維張力的張力裝置。
[0092] 參見圖5,圖5為本發明實施例提供的退繞裝置的結構示意圖，其中，51為退繞軸， 52為張力裝置。
[0093] 待處理化學纖維纏繞在退繞軸51上，放線後經過張力裝置52調節張力再經過苯 胺氣體發生器2。
[0094] 在本發明的另一個實施例中，退繞裝置4還包括可調節裝置，可調節裝置用於調 節退繞軸的位置，使退繞的待處理化學纖維與苯胺氣體發生器1中的苯胺氣體存儲裝置位 於一條直線上。
[0095] 在本發明中，所述卷繞裝置優選包括：
[0096] 用於纏繞待處理化學纖維的卷繞盤；
[0097] 用於調節待處理化學纖維張力的張力裝置；
[0098] 用於驅動卷繞盤的可調節驅動電機。
[0099] 參見圖6,圖6為本發明實施例提供的卷繞裝置的結構示意圖，其中，61為卷繞盤， 62為張力裝置。
[0100] 苯胺在等離子體聚合反應器聚合完畢形成導電纖維後，在可調節驅動電機（未在 圖中示出）的作用下，經過張力裝置62調節張力後卷繞於卷繞盤上形成纖維卷，從而直接 進行下一步應用。
[0101] 在本發明的另一個實施例中，卷繞裝置5還包括可調節裝置，可調節裝置用於調 節卷繞盤的位置，使得到的導電纖維與等離子體聚合反應器的反應器位於一條直線上。
[0102] 本發明提供的製備裝置的使用方法如下：
[0103] 將卷繞有待處理化學纖維的退繞裝置、苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器、等離 子體聚合反應器和卷繞裝置安裝好，使待處理化學纖維由退繞裝置依次經過苯胺氣體發生 器、氯化氫氣體發生器和等離子體聚合反應器後卷繞於卷繞裝置上；
[0104] 經過苯胺氣體發生器時，苯胺氣體的流量優選為0?150L/h，更優選為10L/h? 120L/h，最優選為30L/h?90L/h;經過氯化氫氣體發生器時，氯化氫氣體的流量優選為 0?150L/h，更優選為10L/h?120L/h，最優選為30L/h?90L/h;經過等離子體聚合反應 器時，其電極間距優選為5mm?15mm，更優選為8mm;等離子體發生電源的輸出電壓優選為 25v?50v，更優選為32v;聚合反應的時間優選為Is?10s，更優選為3s。
[0105] 本發明提供的導電纖維的製備裝置結構簡單，使用方便，能夠製備得到導電性能 優良、抗靜電性能好的導電纖維。
[0106] 另外，本發明提供的製備裝置可方便地安裝於織機中，實現導電織物的製備。例 如，可以將本發明提供的製備裝置安裝於織機的儲緯器和引緯裝置之間，待處理化學纖維 卷繞於儲緯器上，經過苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器和等離子體聚合反應器修飾得 到導電纖維後直接由引緯裝置引出，作為緯線與經線編織得到織物。
[0107] 為進一步說明本發明，以下結合實施例對本發明提供的導電纖維的製備方法及其 製備裝置進行詳細描述。
[0108] 實施例1
[0109] 參見圖1，導電纖維的製備裝置包括：退繞裝置4、苯胺氣體發生器1、氯化氫氣體 發生器2、等離子體聚合反應器3和卷繞裝置5,其中，苯胺氣體發生器包括：苯胺溶液儲瓶， 設置在苯胺溶液儲瓶上的密封蓋，位於苯胺溶液液面以下的進氣管，進氣管通過流量計與 進氣泵相連，位於苯胺溶液液面以上的出氣管，與出氣管另一端相連的苯胺氣體存儲管； [0110] 氯化氫氣體發生器包括：鹽酸溶液儲瓶，設置在鹽酸溶液儲瓶上的密封蓋，位於鹽 酸液面以下的進氣管，位於鹽酸液面以上的出氣管，與出氣管另一端相連的氯化氫氣體存 儲管；
[0111] 等離子體聚合反應器3包括：規格為400mm*10mm*10mm的石英管反應器，其壁厚為 2mm;設置在石英管反應器外壁上的不鏽鋼絲網接地電極,規格為300mm*10mm;設置在石英 管反應器內壁上的不鏽鋼絲網放電電極，尺寸為300mm*2mm;分別與接地電極和放電電極 相連的等離子體發生電源；接地電極和放電電極的間距為8mm。
[0112] 實施例2?4
[0113] 以規格為150D/299F、比電阻平均值為2500MQ?〇!!、長度為2m的滌綸紗線為原料， 在實施例1提供的製備裝置中進行聚苯胺修飾，修飾過程中，苯胺氣體發生器中，以氮氣作 為進氣，氮氣的鼓氣量分別為30L/h、60L/h和90L/h;氯化氫氣體發生器中，以空氣作為進 氣，空氣的鼓氣量相應的分別為30L/h、60L/h和90L/h;等離子聚合反應器中，等離子體發 生電源的輸出電壓為32v，聚合時間為3s，即紗線在等離子聚合反應器中的停留時間為3s， 得到導電纖維。
[0114] 對實施例4製備的導電纖維及原滌綸纖維進行掃描電鏡觀察，結果參見圖7和圖 8,圖7為本發明實施例製備的導電纖維的SEM照片；圖8為本發明實施例採用的滌綸纖維 的SEM照片。由圖7和圖8可知，本發明提供的方法得到的導電纖維的導電塗層分布較為 均勻。
[0115] 按照合成短纖維比電阻國標方法（GBT14342-1993)，將得到的導電纖維靜止24h， 測定其體積比電阻值，結果參見表1，表1為本發明實施例2?4提供的滌綸纖維的測定結 果。
[0116] 表1本發明實施例2?4提供的滌綸纖維的測定結果
[0117]
【權利要求】
1. 一種導電纖維的製備方法，包括： 將待處理化學纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行聚合反 應，得到導電纖維。
2. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，還包括： 將所述導電纖維依次經過苯胺氣體和氯化氫氣體後在等離子體條件下進行聚合反應。
3. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述苯胺氣體的流量為0?150L/h。
4. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述等離子體條件由等離子體聚合 反應器提供，所述等離子體聚合反應器的電極間距為5_?15_，所述等離子體聚合反應 器發生電源的輸出電壓為25v?50v。
5. 根據權利要求4所述的製備方法，其特徵在於，所述聚合反應的時間為Is?10s。
6. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述待處理化學纖維為滌綸或丙綸。
7. -種導電纖維的製備裝置，其特徵在於，包括：苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器 和等離子體聚合反應器，待處理化學纖維依次經過所述苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生 器和等離子體聚合反應器。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，還包括：退繞裝置和卷繞裝置，待處理化 學纖維依次經過所述退繞裝置、苯胺氣體發生器、氯化氫氣體發生器、等離子體聚合反應器 和卷繞裝置。
9. 根據權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，所述等離子體聚合反應器包括： 石英管反應器； 設置在所述石英管反應器內壁上的放電電極； 設置在所述石英管反應器外壁上的接地電極； 分別與所述放電電極和接地電極相連接的等離子體發生電源； 所述待處理化學纖維經過所述石英管反應器。
10. 根據權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，所述苯胺氣體發生器包括： 苯胺溶液存儲裝置，所述苯胺溶液存儲裝置上設置有密封蓋； 所述密封蓋上設置有進氣管，所述進氣管的管口位於苯胺溶液的液面以下；所述進氣 管上設置有流量計； 所述密封蓋上設置有出氣管，所述出氣管的一端管口位於苯胺溶液的液面以上，另一 端管口與苯胺氣體存儲裝置相通； 所述待處理化學纖維經過所述苯胺氣體存儲裝置。
【文檔編號】C08G73/02GK104358011SQ201410563866
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】馮志華, 劉帥, 劉德啟 申請人:蘇州大學