[发明专利]一种抗断裂磁性纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗断裂磁性纤维，它是由下述重量份的原料组成的：四水氯化亚铁30‑40、六水三氯化铁35‑40、过氧化二苯甲酰4‑6、2‑巯基苯并咪唑1‑2、松香2‑4、10‑12%的氨水10‑14、纳米改性丙烯腈260‑300，本发明以四水氯化亚铁、六水三氯化铁为前驱体，在氨水作用下得到磁性粒子复合丙烯腈单体，之后在引发剂作用下聚合，得到磁性聚合物，通过该反应，不仅改善了纳米填料在聚合物间的分散相容性，同时赋予了成品纤维很好的磁性。

技术领域

本发明属于超级电容器电极材料领域，具体涉及一种抗断裂磁性纤维及其制备方法。

背景技术

超级电容器作为一种新型的电化学储能装置，具有电极材料丰富、充放电速度快、环境友好等特点，受到全世界科学家和政府部门的广泛关注。超级电容器可以应用在一些需要快速充电的产品中，比如电动车、手电筒等。随着其应用领域的拓宽，市场需求也在逐步提高，因此如何制得物美价廉的电极材料成为研究的关键。

聚丙烯腈外观为白色或略带黄色的不透明粉末，玻璃化温度约90℃，它溶于二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、硝酸亚乙基酯等极性有机溶剂，还能溶于硫氰酸盐、过氯酸盐、氯化锌、溴化锂等无机盐的浓水溶液，以及浓硝酸等特殊溶剂。目前，磁性的纳米粒子备受关注，尤其是四氧化三铁和纳米三氧化二铁纳米粒子，因为它们磁化强度高，毒性低，而且在很多方面都有实际应用。具有高导电率的导电纤维正逐渐作为高能量密度电源、超级电容器等的电极材料而备受关注，作为电极材料导电纤维除了需要具有高电导率之外，还应具有柔性、拉伸性、抗断裂性等性质。

本发明提供一种聚丙烯腈导电纤维，改善了纳米填料在聚合物间的分散相容性，同时赋予了成品纤维很好的磁性；本发明的纤维成品韧性好，抗断裂强度高，综合性能优越。用于超级电容器的电极材料时，提高电极使用强度，提高容器的稳定性和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种抗断裂磁性纤维及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗断裂磁性纤维，它是由下述重量份的原料组成的：

四水氯化亚铁30-40、六水三氯化铁35-40、过氧化二苯甲酰4-6、2-巯基苯并咪唑1-2、松香2-4、10-12%的氨水10-14、纳米改性丙烯腈260-300。

所述的纳米改性丙烯腈是由下述重量份的原料组成的：

纳米二氧化硅4-6、丙烯腈100-110、三羟甲基丙烷2-3、烷基酚聚氧乙烯醚0.1-0.2、硬脂酸钙0.4-1。

所述的纳米改性丙烯腈的制备方法，包括以下步骤：

（1）取三羟甲基丙烷，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入丙烯腈，升高温度为50-55℃，保温搅拌20-30分钟，得丙烯腈醇溶液；

（2）取硬脂酸钙、纳米二氧化硅混合，在60-70℃下保温搅拌10-20分钟，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，加入烷基酚聚氧乙烯醚，超声3-4分钟，得纳米分散液；

（3）取上述丙烯腈醇溶液、纳米分散液混合，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得所述纳米改性丙烯腈。

一种抗断裂磁性纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）取过氧化二苯甲酰，加入到其重量10-13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入松香，在75-80℃下保温搅拌20-40分钟，得醇分散液；

（2）取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量100-120倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺溶液；