[发明专利]一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配制纺丝液，将纺丝液通过湿法纺丝或注射器挤出到凝固浴溶液中，纺丝液在凝固浴溶液中析出得到凝胶纤维；

（2）将凝固浴溶液中析出得到的凝胶纤维依次在氧化剂溶液和吡咯单体中浸泡一定时间，反应完成后干燥，得到聚吡咯凝胶纤维；

（3）将聚吡咯凝胶纤维进行还原处理，得到表面具有聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维；

步骤（1）所述纺丝液为可以与钙离子形成离子交联水凝胶的聚合物、氧化石墨烯和水的混合液；纺丝液中聚合物的浓度为5-15mg/mL，氧化石墨烯的浓度为1-5mg/mL；

所述可以与钙离子形成离子交联水凝胶的聚合物为海藻酸钠和羧甲基纤维素钠中的至少一种；

步骤（2）所述氧化剂溶液为含聚吡咯掺杂剂的FeCl₃水溶液。

2.根据权利要求1所述一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述凝胶纤维在氧化剂溶液和吡咯单体中浸泡的时间分别为60-90s和30-90s。

3.根据权利要求1所述一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述注射器的针孔直径为0.6-1.2mm，导电纤维的直径为10-100μm；所述纺丝液挤出速率为6-14mL/h。

4.根据权利要求1所述一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化剂溶液中氧化剂的浓度为4-6mg/mL，聚吡咯掺杂剂的浓度为0.5-1.5mol/L；所述聚吡咯掺杂剂为有机质子酸、无机质子酸、高氯酸钠和对甲苯磺酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述还原处理指将聚吡咯凝胶纤维置于还原剂溶液或还原剂蒸汽中于80-90℃反应6-8小时，还原剂为抗坏血酸、氢碘酸和水合肼中的至少一种；所述水合肼为纯水合肼蒸汽，抗坏血酸溶液的质量分数为60-70wt%，氢碘酸溶液的质量分数为30-40wt%。

6.根据权利要求1所述一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述凝固浴溶液为质量浓度为5%的CaCl₂溶液，溶剂为水或水与互溶溶剂的混合溶剂，水的体积分数为50-100%，互溶溶剂为乙醇和甲醇中的至少一种。

7.权利要求1-6任一项所述方法制得的一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维。

8.权利要求7所述一种含有表面聚吡咯褶皱核壳结构的导电纤维的应用。