[发明专利]一种复合导电材料

说明书

本发明公开了一种复合导电材料，该复合导电材料是以静电纺丝制得的碳纤维为芯材，以浆粕纤维为面材，通过溶解后析出的方式将浆粕纤维均匀的包覆在碳纤维表面进而获得的具有稳定电导率的纤维素基复合导电材料。本发明提供的具有稳定电导率的纤维素基复合导电材料的制备方法简单，符合可持续发展的要求。本发明解决了现有技术所存在的工艺复杂、生产成本高及效率低的问题。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种复合导电材料。

背景技术

目前常用于制备纤维素基导电复合材料的方法难以实现导电物质的均匀分布，所得复合材料的电导率受制备方法影响显著，且制备过程中会消耗大量化学品并产生挥发性的污染物，不利于环境保护和可持续发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：一种复合导电材料，以基于静电纺丝纤维的碳纤 维为芯材，然后将上述芯材浸没在溶于离子液体的浆粕纤维中，最后使浆粕纤维析出并成 型于碳纤维表面而制得的一种复合导电材料。

本发明的有益效果是：本发明利用溶于离子液体的浆粕纤维素对碳纤维表面进行包覆， 使所得复合导电材料具有突出的生物相容性；本发明制备过程中不涉及挥发性有毒物质，溶剂可回收再利用，是制备环境友好型导电材料的有益原料。本产品的生产方法简单易行，成本低，效率高，产品质量稳定, 经济实惠，给本发明带来了更好的工业应用前景。

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本发明。

一种复合导电材料，其特征是：以基于静电纺丝纤维的碳纤 维为芯材，然后将上述芯材浸没在溶于离子液体的浆粕纤维中，最后使浆粕纤维析出并成 型于碳纤维表面而制得的一种复合导电材料。

其制造方法包括以下步骤：

(1)将6.0g棉浆粕在90ml蒸馏水中浸泡20min后进行疏解，将疏解后所得纤维在45 ℃下烘至含水率低于1.0％，获得5.6g的烘干纤维；

(2)取5.0g烘干纤维与500g的[BMIM]+[Cl]-混合均匀后置于三口烧瓶中，利用电热 套将其加热至120℃，在40r/min的机械搅拌条件下反应60min，制得完全溶解的纤维素溶液503.7g；

(3)取3.0g的聚丙烯腈与27g的N，N-二甲基甲酰胺混合后置于锥形瓶中进行80℃ 水浴加热，在120r/min条件下搅拌上述混合物直至完全溶解后获得纺丝液28.7g；

(4)取28g纺丝液装入注射器中进行静电纺丝，注射泵控制流速为2.0ml/h，制得静 电纺丝纤维26.5g；

(5)取25g静电纺丝纤维在空气中进行预氧化，然后在氮气保护下进行高温碳化， 制备获得碳纤维2.2g；

(6)取1.5g的碳纤维浸泡于450g纤维素溶液中，向上述浸泡有碳纤维的纤维素溶 液中加入450g蒸馏水后进行真空抽滤，然后将滤饼取出经40℃低温干燥24h后获得5.2g的 纤维素基复合导电材料。

具体地，上述纤维素基复合导电材料的电导率为165.3S/m，电流密度为1218A/cm2。