一種聚苯胺導(dǎo)電纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電纖維的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以聚酯、聚酰胺、聚丙烯纖維等為代表的一大批合成纖維在人類生產(chǎn)生活中占據(jù) 了非常重要的地位。合成纖維的產(chǎn)量逐年上升，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展，它們不僅在服裝領(lǐng)域 中發(fā)揮著重要作用，是人類數(shù)千年來一直使用的天然纖維的極佳補(bǔ)充和替代品，同時，在國 防、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、娛樂等眾多領(lǐng)域，也發(fā)揮著不可替代的作用。
[0003] 高分子結(jié)構(gòu)的合成纖維普遍存在電傳導(dǎo)性極差的特點，致使其在加工和使用時易 產(chǎn)生靜電，對生產(chǎn)加工和使用均帶來不利影響，如:紡紗過程中的纏繞羅拉，織造過程中因 靜電造成的開口不清、服用過程中的靜電電擊、吸附灰塵等問題。同時，極差的電傳導(dǎo)性也 限制了合成纖維材料應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展，從未來纖維發(fā)展的趨勢來看，合成纖維必然 朝高附加值及功能化改進(jìn)方向發(fā)展。具有導(dǎo)電能力的合成纖維的開發(fā)，不僅能解決合成纖 維在加工和使用過程中產(chǎn)生的靜電所帶來的問題與困擾，同時對提高產(chǎn)品附加值、擴(kuò)大產(chǎn) 品應(yīng)用范圍具有十分重要的意義。
[0004] 常規(guī)合成纖維的導(dǎo)電化處理主要有后整理法與共混紡絲法。前者采用各種方法將 導(dǎo)電組分附著于纖維表面，雖然導(dǎo)電能力強(qiáng)，但存在導(dǎo)電組分易脫落的問題;后者將導(dǎo)電組 分與聚合物基體共混紡絲，雖然導(dǎo)電組分在纖維內(nèi)部的連續(xù)性較后整理法有所下降，但是 導(dǎo)電組分與纖維基體結(jié)合牢固，導(dǎo)電效果持久，而且其制備方法更為適應(yīng)規(guī)?；a(chǎn)，因此 得到廣泛應(yīng)用。常用的導(dǎo)電組分主要有金屬、金屬氧化物、炭黑等無機(jī)導(dǎo)電材料，近年來隨 著有機(jī)高分子導(dǎo)電材料的快速發(fā)展，以有機(jī)高分子導(dǎo)電材料特別是聚苯胺作為導(dǎo)電組分對 纖維進(jìn)行導(dǎo)電處理將是未來導(dǎo)電纖維的重要發(fā)展方向。
[0005] 導(dǎo)電性高分子材料聚苯胺具有優(yōu)異的性能，目前已經(jīng)有相當(dāng)多的關(guān)于聚苯胺導(dǎo)電 纖維的研究報告，但主要還是集中在原位聚合法和濕法紡絲上。合成纖維的主要制備方 法一一熔體紡絲法，具有生產(chǎn)速度高、不需要溶劑和沉淀劑，設(shè)備簡單，工藝流程短的優(yōu)點， 因此從工業(yè)化的角度來看，將聚苯胺作為導(dǎo)電組分采用熔體紡絲法制備導(dǎo)電纖維是一種更 加具有實用意義和推廣價值的方法。但此方面的研究較少，這主要是由于導(dǎo)電態(tài)聚苯胺粉 末顆粒較紡絲的標(biāo)準(zhǔn)大得多，同時聚苯胺在在紡絲溫度下不能熔融，因而造成紡絲加工困 難，聚苯胺在纖維基體內(nèi)的含量低，其導(dǎo)電性能無法滿足要求所致。少數(shù)研究者在實驗室條 件下采用塑化的方法提高聚苯胺的可加工性，如P. Passiniemi用塑化劑對烷基苯磺酸摻雜 的聚苯胺增塑后，與聚丙烯在雙螺桿擠出機(jī)中混合切片，在適當(dāng)?shù)募庸l件下紡成纖維，但 塑化劑的過量應(yīng)用對產(chǎn)品的最終用途會產(chǎn)生不利的影響。
[0006] 有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型聚苯胺導(dǎo)電 纖維的制備方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在解決聚苯胺作為導(dǎo)電組分用于熔體紡絲法制備 導(dǎo)電纖維時的弊端，提供一種簡便可行的聚苯胺導(dǎo)電纖維加工方法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種聚苯胺導(dǎo)電纖維的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下幾個步驟：
[0010] SI:聚苯胺顆粒的粉碎，通過機(jī)械方式對聚苯胺顆粒進(jìn)行研磨，獲得密度均勻的聚 苯胺顆粒；
[0011] S2:聚合物切片的粉碎，通過機(jī)械方式對聚合物進(jìn)行粉碎，并使用60目的網(wǎng)篩出去 大尺寸顆粒；
[0012] S3:初生絲的制備，將步驟Sl中研磨過的聚苯胺顆粒和步驟S2中篩選后的聚合物 顆粒進(jìn)行混合，將混合物通過料斗喂入雙螺桿擠出機(jī)，混合物熔融后從雙螺桿擠出機(jī)噴絲 孔擠出，經(jīng)由牽引冷卻裝置后通過橫移導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)高速牽引迅速拉伸變細(xì)，形成初生纖維，再 卷繞在筒子上；
[0013] S4:纖維拉伸成形，將步驟S3中筒子上的初生纖維卷繞在加熱單元中進(jìn)行加熱，再 通過橫移導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)將拉伸后的纖維卷繞至成品纖維筒子，其中成品纖維筒子的速度大于所 述筒子的速度。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟Sl中，所述機(jī)械方式為通過行星式球磨儀對聚苯胺顆粒進(jìn)行 粉碎。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟S2中，所述機(jī)械方式為通過粉碎機(jī)對聚合物切片進(jìn)行粉碎，其 中所述粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)/分，粉碎時間為10~30min。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟S2中，所述聚合物切片為聚酰胺6、聚酰胺66、聚對苯二甲酸乙 二酯、聚丙烯、聚乳酸中的一種或多種。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟S3中，所述混合物中聚苯胺顆粒的重量百分比為0%~15%。 [0018]進(jìn)一步的，所述步驟S4中，所述初生纖維卷繞在加熱單元中進(jìn)行加熱的溫度大于 所述初生纖維的玻璃化溫度。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟S4中，所述成品纖維筒子的速度與所述筒子的速度比范圍為 5:1到1:1〇
[0020] 借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：
[0021] (1)本發(fā)明制備方法具有生產(chǎn)速度高、不需要溶劑和沉淀劑，設(shè)備簡單，工藝流程 短的優(yōu)點。
[0022] (2)本發(fā)明制備方法，制備出的復(fù)合導(dǎo)電纖維導(dǎo)電性能優(yōu)良，可紡性好，力學(xué)性能 優(yōu)異。
[0023] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明聚苯胺顆粒粉碎前后圖片；
[0025] 圖2是本發(fā)明初生絲的制備裝置示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明纖維拉伸成形裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028] 本發(fā)明一種聚苯胺導(dǎo)電纖維的制備方法，主要包括以下步驟：
[0029] 1、聚苯胺顆粒的粉碎
[0030] 市售的聚苯胺顆粒尺寸較大，在紡絲溫度下又不熔融，大尺寸的聚苯胺顆粒在纖 維內(nèi)的分布將嚴(yán)重影響纖維的可紡、纖維的線密度的均勻性與力學(xué)性能。聚苯胺顆粒尺寸 的減小有助于其在纖維基體內(nèi)的均勻分布，極大地提高了可紡性，同時有助于提高纖維線 密度的均勻性，從而改善纖維的力學(xué)性能。另外，小尺寸的聚苯胺顆粒更有助于其在纖維基 體內(nèi)的大范圍分布，從而形成更為有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高纖維的導(dǎo)電性能。
[0031] 聚苯胺顆粒的粉碎采用行星式球磨儀完成。利用磨料與聚苯胺顆粒在研磨罐內(nèi)高 速翻滾，對聚苯胺顆粒產(chǎn)生強(qiáng)力剪切、沖擊、碾壓達(dá)到粉碎、研磨的目的。如圖1所示，經(jīng)過研 磨后，聚苯胺顆粒由聚集的球狀結(jié)構(gòu)變成片狀結(jié)構(gòu)，尺寸大大減小。
[0032] 2、聚合物切片的粉碎
[0033] 因大尺寸的聚合物切片和小尺寸的聚苯胺粉末極難混合均勻，因此需將纖維聚合 物切片粉碎。將一定量的切片置于粉碎機(jī)內(nèi)，使用5000轉(zhuǎn)/分的速度對切片粉碎10~30min， 結(jié)束后將粉末置于60目的網(wǎng)篩除去較大尺寸的顆粒。所述聚合物