[发明专利]一种导电杂化颗粒/聚酰胺复合材料、纤维及其织物

说明书

本发明提供了一种导电杂化颗粒/聚酰胺复合材料、纤维及其织物，所述导电杂化颗粒/聚酰胺复合材料包括导电杂化颗粒和聚酰胺，其中，所述导电杂化颗粒与聚酰胺之间以化学键结合；其中，所述导电杂化颗粒的质量为聚酰胺质量的0.01～60wt％；所述导电杂化颗粒与聚酰胺发生反应，并通过共价键的方式连接在聚酰胺上，使导电杂化颗粒得以在聚酰胺中稳定，从而提高了导电杂化颗粒在聚酰胺中的分散性和稳定性，有效提高了导电性能，解决了导电杂化颗粒与聚酰胺的相容性困难造成的导电性难以提升的难题。并且由于导电杂化颗粒与聚酰胺的反应进一步提升了聚酰胺的强度。

技术领域

本发明属于织物技术领域，具体涉及一种导电杂化颗粒/聚酰胺复合材料、纤维及其织物。

背景技术

导电功能性复合材料广泛用于电磁屏蔽、电子器件、信息存储、传感器、纺织服装等领域。电功能纤维可用于智能纤维、军用防护服等方面。目前有大量关于电功能纤维的研究，其一般通过将聚合物与导电颗粒(如炭黑、石墨烯、金、银、铜等)直接熔融共混纺丝制备，也有将导电颗粒分散于体系中进行原位共聚制备，然而这些导电颗粒与聚合物基底之间很少有相互作用，容易造成导电颗粒自身的聚集，降低使用效率，并影响纺丝工艺。而导电杂化颗粒可以创造多种功能基团，从而实现与聚合物基底的化学结合，提高相容性。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种导电杂化颗粒/聚酰胺复合材料，其中，所述复合材料包括导电杂化颗粒和聚酰胺，其中，所述导电杂化颗粒与聚酰胺之间以化学键结合；其中，所述导电杂化颗粒质量为聚酰胺质量的0.01～60wt％，优选为0.1～10wt％。

根据本发明，聚酰胺所述导电杂化颗粒具有规则形态(如球形)，特别优选具有均一大小的颗粒。

根据本发明，其中，所述导电杂化颗粒包括聚合物基底颗粒和导电组分；所述导电组分和聚合物基底颗粒的质量比为0.05:1～20:1；优选为0.2:1～2:1。

优选地，所述导电杂化颗粒的直径为10纳米-100微米，优选为50纳米-1微米。

根据本发明，其中，所述导电组分为分散在聚合物基底颗粒中的导电微粒，所述导电微粒选自导电聚合物和/或金属，所述金属例如包括金、银、铂、铜、铑中的至少一种；所述导电聚合物例如包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚苯撑乙烯中的至少一种。

优选地，所述的导电微粒的直径为小于200nm，优选为1-50纳米。

根据本发明，其中，所述聚合物基底颗粒中的聚合物选自由单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺等的一种或几种经过聚合反应或经聚合反应后进一步化学改性得到反应性功能基团的聚合物，化学改性例如磺化、水解、碱解、偶联剂结合、加成反应等；所述反应性功能基团包括但不限于羧基、氨基、羟基、环氧基、酯基、酰胺、酸酐、酰氯中的至少一种。

根据本发明，其中，所述聚合物基底颗粒中的聚合物的制备过程中还可以使用交联剂和其他功能单体。

优选地，所述聚合物基底颗粒中的聚合物选自下述聚合物中的至少一种：磺化聚苯乙烯颗粒、聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)颗粒、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺-羟甲基丙烯酰胺颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺)颗粒；聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)颗粒、聚(苯乙烯-N-异丙基丙烯酰胺)颗粒、聚(苯乙烯-N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)颗粒，聚甲基丙烯酸甲酯颗粒；或者选自上述聚合物进一步功能化的聚合物基底颗粒，如聚苯乙烯颗粒磺化得到磺化聚苯乙烯颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯颗粒通过碱性水解得到含有羧基的颗粒。