一种导电腈纶纤维及其制备方法

本发明涉及纤维材料的制备，尤其涉及一种导电腈纶纤维及其制备方法。

背景技术：

1、随着现代科技的快速发展，导电纤维因其独特的功能性在智能纺织品、电磁屏蔽材料、传感器以及医疗设备等领域展现出广泛的应用前景。目前市场上的导电纤维主要包括金属纤维、碳基纤维和金属镀层纤维等。然而，这些传统导电纤维存在一些固有的缺陷，如金属纤维的柔韧性差、碳基纤维的导电性能不稳定以及金属镀层纤维的环境适应性差等问题。此外，这些材料的生产成本相对较高，限制了其在更广泛领域的应用。

2、导电腈纶纤维作为一种新型的导电材料，因其优异的柔软性、成本效益和稳定的导电性能而受到关注。现有的导电腈纶纤维制备方法通常涉及复杂的化学反应和多步骤的后处理过程，这不仅增加了生产成本，也限制了其大规模生产的可行性。此外，现有方法制备的导电腈纶纤维在导电性能和机械强度方面往往难以达到理想的平衡，且在耐久性方面也有待提高。因此，开发一种简单、成本效益高且能够保持纤维优良导电性能和机械性能的导电腈纶纤维制备方法，对于推动导电纤维材料的进一步应用和发展具有重要的实际意义。

技术实现思路

1、针对现有的导电纤维制备方法存在产品导电性能不稳定、制备成本高等问题，本发明目的是提供一种导电腈纶纤维及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种导电腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、1）制备纺丝溶液

5、将腈纶粉末与二甲基亚砜（dmso）按照重量比为1:1-1:5混合，确保充分溶解形成均匀的纺丝溶液，溶解过程在室温下进行，持续搅拌以促进溶解，时间为4-12h。

6、2）湿法纺丝

7、将纺丝溶液通过喷丝孔挤出，进入凝固浴中进行凝固成型，得到初生纤维。凝固浴由去离子水组成，温度控制在20-30℃，以优化纤维成型过程；

8、3）水洗与牵伸

9、将初生纤维经过水洗过程去除残留的溶剂和凝固剂，水洗温度控制在20-60℃，牵伸比为1.2-1.5，牵伸速度为20-30m/min，以提高纤维的取向度和机械性能。

10、4）处理液处理

11、将盐类及吡咯类化合物中的一种或多种配置成浓度为0.05-1mol/l的处理液，将牵伸后的纤维浸入处理液中，处理时间控制在1-3h，温度维持在40-60℃，以确保纤维表面形成均匀的导电层。

12、所述的盐类为硫酸铜、硝酸银、硫酸镍等，吡咯类化合物为聚吡咯等。

13、5）后处理

14、将经过处理液处理的纤维进行充分水洗，去除残留的处理液，纤维随后进行热定型处理，温度控制在120-160℃，时间5-30min，以稳定纤维结构。

15、6）干燥与卷绕

16、将纤维在热风循环干燥箱中进行干燥，干燥温度为60-80℃，直至纤维含水率低于5%。

17、干燥后的纤维通过卷绕机进行卷绕，卷绕速度为20-30m/min，形成适合后续加工和应用的纤维卷。

18、本发明具有以下有益效果：

19、1、利用dmso作为溶剂，可有效溶解腈纶粉末，形成均匀的纺丝溶液。

20、2、本发明的处理液由硫酸铜、硝酸银、硫酸镍等盐类及吡咯类化合物中的一种或多种组成，纤维经过该处理液处理后可形成稳定的导电层，提高纤维的导电性能。

技术特征：

1.一种导电腈纶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述逇一种导电腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的溶解在室温搅拌条件下进行，时间为4-12h。

3.根据权利要求1所述逇一种导电腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤2）所述凝固浴的温度为20-30℃。

4.根据权利要求1所述逇一种导电腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤4）所述的盐类为硫酸铜、硝酸银或硫酸镍，吡咯类化合物为聚吡咯。

5.根据权利要求1所述逇一种导电腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤6）干燥至纤维含水率低于5%。

6.根据权利要求1所述逇一种导电腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤6）所述的卷绕速度为20-30m/min。

技术总结
本发明公开了一种导电腈纶纤维及其制备方法。将腈纶粉末与二甲基亚砜混合溶解形成纺丝溶液，将纺丝溶液通过湿法纺丝得到初生纤维，然后依次进行水洗与牵伸、处理液处理、后处理以及干燥与卷绕，形成纤维卷。本发明利用二甲基亚砜作为溶剂，可有效溶解腈纶粉末，形成均匀的纺丝溶液，纤维经过由硫酸铜、硝酸银、硫酸镍等盐类及吡咯类化合物制成的处理液处理后可形成稳定的导电层，提高纤维的导电性能。本发明方法具有工艺简单、成本低廉、产品导电性能稳定的优点，适用于大规模生产。

技术研发人员：王乐军,孔令孝,王雅文,张宏杰,冯丽丽,林惠婷
受保护的技术使用者：泉州师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5