[发明专利]一种掺杂离子液体导电纳米纤维的制备方法

摘要

本发明属于纳米纤维制备技术领域，涉及掺杂离子液体导电纳米纤维的制备方法，先制备掺杂离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠前躯纺丝溶液，再制备掺杂离子溶液的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠有序纳米纤维后缠绕成聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线，然后对制备的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线进行导电性能测试；其方法简单，便于操作和重复，成本低，实用性强，制备的掺杂离子液体的纳米纤维的导电性能和拉伸性能好，应用广泛。

主权项

一种掺杂离子液体导电纳米纤维的制备方法，其特征在于包括前驱纺丝溶液配制、纳米纤维制备和导电性能测试三个步骤，其具体工艺过程为：（1）、前驱纺丝溶液配制：先用一次性吸管向锥形瓶中分别加入质量百分比浓度为2.8%的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠水溶液和无水乙醇，搅拌均匀后将聚乙烯醇加入到锥形瓶中，在常规的磁力加热搅拌机上水浴加热并搅拌1小时，得到的溶液为粘稠状的黑蓝色液体，然后将得到的溶液和离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑醋酸盐按照质量比为30‑70:1的比例加入离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑醋酸盐在室温条件下搅拌1小时，即得到深蓝色粘稠状的掺杂离子液体的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠前躯纺丝溶液；（2）、纳米纤维制备：采用常规的滚筒式收集静电纺丝装置制备掺杂离子溶液的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠有序纳米纤维，纺丝湿度不大于50%，滚筒式收集静电纺丝装置的针管发射极内径为0.6毫米，针管发射极与铝箔接收极之间的距离为7‑12厘米，纺丝电压为20‑24千伏；再将收集到的掺杂离子溶液的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠有序纳米纤维缠绕成粗细相同的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线，聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线的直径为800微米，长度为1.5厘米；然后将制备的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线密封保存备用；（3）、导电性能测试：在聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线放置在绝缘的硅衬底上，纳米纤维绞线的两端加工好电极，用常规的皮安表对聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线进行导电性能测试，测试时先在纳米纤维绞线两端的电极上加5伏的直流电压，测量通过聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线的电流；再对拉伸情况下聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线的电阻进行测量，将聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线固定在常规的导电拉伸测试仪上，两端的电极上加5伏直流电压，逐步拉伸纳米纤维绞线，电流逐渐减小，当电流小到无变化且纳米纤维绞线没有被拉断时，停止拉伸，记录整个拉伸过程中通过纳米下纤维绞线的电流变化，然后将绞线拉伸一定长度后恢复原长，再拉伸同样长度后恢复原长，如此反复多个循环，同时记录通过纳米纤维绞线的电流变化；测试结果表明，掺杂离子液体1‑乙基‑3‑甲 基咪唑醋酸盐的聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠纳米纤维绞线的室温电导率提高一个数量级，达到10‑4S cm‑1，可回复拉伸率为92%。