[发明专利]一种耐洗型导电壳聚糖纤维织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐洗型导电壳聚糖纤维织物及其制备方法，该方法以水刺壳聚糖无纺布为原料，分别配制银氨溶液和糖类还原剂溶液，再将两种溶液混合，再加入壳聚糖无纺布，振荡反应，制备了一种具有优良导电性能的壳聚糖纤维织物。该方法制得的壳聚糖纤维织物充分利用了壳聚糖络合金属离子的能力，工艺简单，反应条件温和，耐洗性能优异，热稳定性和机械性能好，能够在可穿戴电子设备、智能服装和电极材料等领域得到实际应用。

技术领域

本发明涉及导电纤维织物领域，具体涉及一种耐洗型导电壳聚糖纤维织物及其制备方法。

背景技术

织物结构的电子设备具有轻便、持久、柔软度好、舒适等优点，基于这种设备的电子智能服装可以实现监测人体信号、补捉和转化身体能量等功能，同时实现设备的小型化和便携化。电子智能服装的制备是以导电纤维织物为基础。最初的导电纤维织物主要是由铜等金属纤维、炭黑纤维及金属化合物导电纤维组成，虽然由这些纤维制备的织物导电性较高，但织物的皮肤舒适度很差，成本较高，目前这些导电纤维织物已经很少应用在电子智能服装中。目前，制备导电纤维主要是通过染整加工或气相沉积等涂层方法将导电物质涂覆在纤维表面，聚吡咯、聚苯胺等导电高分子物质涂覆在纤维表面可以制备导电纤维，但由于导电高分子的导电性能的限制，用这种纤维制备的导电织物导电性不高。将碳纳米管、石墨烯、纳米银等纳米粒子涂覆在纤维上，也是制备导电纤维的主要方法，采用纳米材料涂覆导电纤维制备导电织物，既保证了良好的导电性和穿着舒适度，又能增加织物的耐洗涤性能，使其具有实际的应用价值。

Atwa等以棉、聚酯和尼龙线为基体，滴涂平均直径为35nm，长度为15μm的银纳米线，其中尼龙线当金属密度为1.07mg/m²时，尼龙线电阻低至0.8Ω/cm，经过液体洗涤剂洗涤5次后，尼龙线电阻几乎不变。Montazer等以尼龙织物为基体，高锰酸钾氧化织物表面，用葡萄糖还原银氨溶液，制备得到电阻为4.5Ω/sq的镀银织物，经氨水洗涤两个循环后，电阻增至120Ω/sq。Cui等以简易浸渍干燥法在铜氨纤维织物上负载直径为60nm，长度为60～100μm的银纳米线，在0～190％形变范围内，电阻范围为0.005～0.009Ω，经过25个小时洗涤后，电阻低于0.005Ω。Lu等利用3-巯基丙基三乙氧基硅烷与纤维素表面的羟基反应，在纤维素表面引入巯基，利用巯基对金属离子的络合作用，130℃加热原位镀银，制备了20-100nm的银纳米粒子，电阻低至3.92Ω。中国专利CN106183316A公开了一种柔性导电复合织物的制备方法，利用碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜为导电成分，通过粘合剂在导电薄膜上下表面负载基体织物。Zhong等制备了可穿戴电子设备，即纤维基的发电机，采用棉纱线为织物基底，表面涂布一层碳纳米管，与棉纱线制成布，负载织物表面的压力发生变化时，输出电流相应发生变化，用来监测身体的温度，可用于移动医疗。碳纳米管和石墨烯等碳材料具有良好的导电性，但是成本高，应用受到限制；纳米银不仅具有良好的导电性，同时还具有抗菌性等优点，受到研究者的广泛关注。目前，利用各种纳米粒子涂覆方法制备的导电纤维普遍存在耐洗涤性差的缺点，这主要是由于纳米粒子与纤维之间的吸附力不强及纳米涂层均匀性差等引起，织物电阻随着洗涤次数的增加迅速上升，将使电子智能服装失去原有的功能。与合成纤维相比，棉、壳聚糖、海藻酸等天然纤维的亲水性和羟基等功能基团更加有利于银离子在纤维表面的吸附和还原，尤其是壳聚糖纤维不仅含有羟基和伯羟基，还含有氨基功能基团，这更加有有利于络合金属离子，提高纳米粒子与纤维之间的吸附力，制备耐洗涤性好的导电纤维和织物。目前尚未发现以壳聚糖纤维织物为基体，以纳米银为导电成分，制备导电纤维和织物的报道。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种耐洗型导电壳聚糖纤维织物及其制备方法，该方法工艺简单，反应条件温和，得到的导电织物力学性能和热稳定性优异，导电率高，耐洗能力好。

本发明通过以下技术方案实现。

一种耐洗型导电壳聚糖纤维织物的制备方法，包括以下步骤：