[发明专利]一种导电纺丝原液、制备方法及其制备导电腈纶的用途

说明书

本发明属于导电腈纶制备技术领域，具体涉及一种导电纺丝原液，并进一步公开其制备方法，以及其制备导电腈纶的用途。本发明所述导电纺丝原液，通过加入链段柔顺剂和酸掺杂化聚苯胺导电剂进行导电性能的改性处理，可有效改善生产过程中易发生的团聚等现象，改善腈纶纤维的导电性能。本发明所述导电腈纶纤维的制备方法，以所述导电纺丝原液为原料，同时通过在聚丙烯腈原液分散及通过管道输送到喷丝板过程中引入超声波处理的方式，有效解决了聚苯胺容易团聚及分散不均的问题；在保证腈纶具有良好导电性的前提下，又大大提高了纤维的强度，保证了纤维改性后的质量；改善了目前某些改性方法使纤维可纺性降低，和纤维力学性能等质量下降等缺点。

技术领域

本发明属于导电腈纶制备技术领域，具体涉及一种导电纺丝原液，并进一步公开其制备方法，以及其制备导电腈纶的用途。

背景技术

腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名，具有较高的弹性、强度、耐热性、耐光性和防腐性，被广泛的应用于纺织行业。由于其色泽鲜艳，质轻而柔软，外观和手感都近似羊毛，故有“合成羊毛”之称。

腈纶中的聚丙烯腈(PAN)大分子中含有大量的疏水性基团，使得腈纶具有强疏水性和极差的吸湿性，极易发生静电现象，进一步导致在纺织品的生产加工和使用过程中极易因摩擦和感应产生静电。而由于常规纤维材料的电阻率均在10¹⁰Ω·cm以上，所产生的电荷不易逸散，常导致带有静电的纤维会缠绕或堵塞机件；并且织造时易出现经纱开口不清、织物折叠不齐等现象，严重影响生产的顺利进行；再者，腈纶纺织品在使用过程中，静电荷积聚易引起灰尘附着，使得服装纠缠肢体，易产生粘附不适感，并可引起血液pH值升高等生理变化，这些都极大地降低了腈纶纺织品的服用性能。此外，由静电所产生的较高电位也可能会对人体产生电击，还可能击穿电子元件导致电子元件损坏；静电放电产生的电磁辐射会对各种电子设备，信息系统造成电磁干扰。为了消除腈纶纤维及其制品的静电，促进腈纶生产迅速发展，满足人们日益增长的对于高品质纤维和面料的需求，人们开始寻求对腈纶进行导电性能改性的方法，以增强其抗静电性能，提高其穿着舒适性。

现有技术中，纺织材料抗静电技术的发展经历了三个阶段：

(1)用表面活性剂对纤维或织物进行亲水化处理，提高纤维的吸湿性，从而降低纺织品的电阻率，加快电荷逸散。但此类方法的抗静电效果难以长久保存，且易导致腈纶纤维的耐洗涤性能差，且在低湿度环境中不显示抗静电性能；

(2)通过对成纤高聚物进行共混、共聚合、接枝改性引入亲水性极性基团，或在纤维内部添加抗静电剂，制取抗静电纤维。由于抗静电纤维的电阻率为10⁸-10¹⁰Ω·cm，由抗静电纤维制造纺织品或混用较高比例到普通合成纤维中，可消除加工和使用中的静电困扰，但仍以高湿环境作为电荷逸散的必要条件，使其应用受到限制；

(3)导电纤维的研制和发展，导电纤维的研究多包括金属纤维、碳纤维、导电聚合物等导电物质均一型导电纤维的研究；或者通过在合成纤维外层涂覆碳黑等导电成分的导电物质得到包覆型导电纤维。据研究，碳黑或金属化合物与成纤高聚物复合纺丝得到的导电物质复合型导电纤维的研究导电纤维的电阻率一般低于10⁷Ω·cm，甚至可以小到10^-4～10^-5Ω·cm。导电纤维的开发和应用使制得纺织品抗静电效果显著，导电效果持续耐久而不受环境湿度的影响，并可应用于防静电工作服等特种功能性纺织品。

但是，现有导电纤维中使用导电添加剂应用于纺织品后，由于诸如炭黑等添加剂一般都不溶于溶剂，而由于纺丝时配制的聚丙烯腈溶液有较高的粘度，因此导致在配制聚丙烯腈溶液时，会出现导电添加剂容易抱团等问题，进一步导致添加剂在最终成型的纤维中分散不均匀；同时，加入的添加剂会使得纤维中的分子链僵直，最终导致成品纤维出现强度低，变脆，容易断裂等问题，无法将纤维用于下游的成品应用。