[发明专利]一种导电蚕丝的加工工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电蚕丝的加工工艺及设备，属于纱线处理技术领域。

背景技术

蚕丝是人类所使用的纤维材料里最为名贵的品种，被誉为“纤维皇后”。蚕丝织物光泽柔和、手感柔滑、悬垂飘逸、亲肤性强，这些优异性能是其他纤维制品所无法比拟的。但是蚕丝也存在着一定的缺陷，如在低湿度的条件下，蚕丝的高比电阻致使其容易产生静电，对产品的加工与使用产生不利影响，特别是目前蚕丝越来越多地与其他纤维材料如羊毛、羊绒以及涤纶、PTT纤维、outlast纤维等混纺或复合，其静电问题日趋严重，对蚕丝制品的生产与使用造成了严重的影响。

蚕丝纤维的导电化处理是消除其静电的一个有效方法，较常采用的导电方法是在蚕丝表面沉积金属盐导电层，以赋予蚕丝导电性能。如：王忠采用在纤维表面固着金属盐的方法制备了比电阻为2.1×10³Ω/cm的导电蚕丝；石娟等利用铜化合物与桑蚕丝中的极性氨基酸发生络合反应，在纤维表面形成黑色导电物质，得到的导电真丝具有良好的导电性能，根据X-射线衍射和扫描电镜照片显示，纤维表面覆盖一层均匀的硫化铜晶体，处理后的真丝纤维仍然保持原有优良的服用性，真丝纤维强力未发生明显下降。随着高分子导电材料的发现，聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等高分子导电材料也在蚕丝的导电处理中得到应用，如：孙东豪采用原位聚合法纸杯了聚吡咯/丝素导电纤维，制得的导电纤维表现出良好的导电性，表面电阻为10³Ω/cm，而且导电性较为耐久和稳定；汪大峰等采用原位聚合法制备了3,4-乙烯二氧噻吩改性真丝，其体积比电阻为10⁴Ω/cm；夏友谊采用原位化学氧化聚合方法在蚕丝纤维表面生长导电聚合物（聚苯胺、聚吡咯和聚3,4-乙撑二氧噻吩），制备得到纤维表面均匀覆盖导电聚合物的复合导电可纺纤维，其电导率处于10^-1~10^-3S/cm。纤维表面与导电聚合物的相互作用改善了原纤维的耐热性能，但对其力学性能没有造成伤害。

上述原位聚合法制备导电纤维被认为是非常有应用前景的一种方法，该法以普通基体纤维表面吸附苯胺单体，在氧化剂和质子酸溶液中苯胺单体在纤维表面发生氧化聚合并掺杂形成导电态聚苯胺。用此法制备聚苯胺导电纤维，简便易行，导电聚苯胺薄膜附着在基体纤维表面，导电性能优良而持久、对基体纤维的物理机械性能基本没有影响，是目前最有应用前景的一类导电纤维。近年来，除了导电蚕丝外，国内外还利用原位聚合法制备了导电涤纶、导电锦纶、导电丙纶、导电氨纶等。

但是传统原位聚合法制备导电纤维均采用分步法，首先将基体纤维浸渍于苯胺单体溶液内数小时，以便纤维表面充分吸附苯胺单体，然后将含有一定量苯胺单体的纤维置于含有氧化剂和掺杂酸的溶液中反应，此反应过程亦需较长时间，一般需1小时以上。反应结束后取出纤维洗净。采用这样的方法效率低、产量少，苯胺单体及氧化剂、掺杂酸的利用率低（大部分苯胺单体与氧化剂与掺杂酸反应后未沉积在纤维表面，而是在反应液中形成悬浮聚苯胺颗粒，仅有及少量的聚苯胺沉积在纤维表面），同时为了保证反应的均匀，反应液需搅拌，连续的纱线在搅动的反应液中不易排列规整，另外反应后的废液处理也是一个问题，因此要实现规模化生产可能性非常小。

基于此，做出本申请。

发明内容

为了克服常规原位聚合法的缺点，本发明提供一种具有皮芯结构的导电蚕丝的加工工艺，该工艺所制备的导电蚕丝具有抗静电、导电和电磁屏蔽效果，在高附加值功能性服装等领域可得到广泛应用。

因此，本发明采取的技术方案如下：

一种导电蚕丝的加工工艺，蚕丝依次进行一次浸渍、一次挤压、二次浸渍、二次挤压后进行负压引离，所述的一次浸渍中的浸液一为苯胺单体与掺杂酸的混合物，一次挤压后的蚕丝增重量为30-100%；二次浸渍中的浸液二为氧化剂，二次挤压后的蚕丝增重量为60-120%；负压引离后的蚕丝静置12-36小时完成平衡即可。

进一步的，作为优选：

所述的一次浸渍中，苯胺单体在浸液一中的浓度为0-3.6mol/L（0＜苯胺单体浓度≤3.6mol/L），掺杂酸在浸液一中的浓度为0-3.6mol/L（0≤苯胺单体浓度≤3.6mol/L）。更优选的，所述的掺杂酸为盐酸。

所述的二次浸渍中，氧化剂的浓度为0.1-2mol/L。更优选的，所述的氧化剂采用滴加方式，其滴加速度为0-1mL/min；氧化剂为过硫酸铵、五氧化二钒、三氯化铁、原矾酸钠中的任意一种。