CN101845679A - 一种导电纤维的制备方法 - Google Patents
一种导电纤维的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101845679A CN101845679A CN 201010180067 CN201010180067A CN101845679A CN 101845679 A CN101845679 A CN 101845679A CN 201010180067 CN201010180067 CN 201010180067 CN 201010180067 A CN201010180067 A CN 201010180067A CN 101845679 A CN101845679 A CN 101845679A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer
- conductive
- preparation
- fiber
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 12
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 10
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 7
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims abstract 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 6
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 6
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000007701 flash-distillation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Abstract
本发明公开一种导电纤维的制备方法，该制备方法采用闪蒸法，具体工艺是：先把聚合物和溶剂按每10g聚合物50-200ml的比例加入到高压釜中，然后按每100g聚合物5-30g的质量比例加入纳米导电粉，搅拌均匀，在温度为150-350℃和压力5-25MPa条件下，充分搅拌20-30min，待聚合物溶解和纳米导电粉分散均匀后，打开高压釜放料控制阀，使纺丝溶液从喷丝口喷出，在接收装置上固化形成三维网络状导电纤维丝条；所述聚合物为聚烯烃，聚酯或聚偏氟乙烯；所述溶剂为1，2-二氯乙烷、氯仿或环己烷；所述纳米导电粉为炭黑或锑掺杂氧化锡。
Description
技术领域
本发明涉及功能纤维制造技术，具体为一种利用闪蒸法制备导电纤维的方法。
背景技术
合成纤维虽然性能优异，但其电阻很大，导电率很小，大部分都是绝缘纤维。在日常使用过程中，合成纤维往往会积累一定的静电荷。这些静电不仅会对产品和设备造成危害，使纺丝加工难于顺利进行，而且会对人们的生产和生活带来很多不便，甚至会危及安全。因此，对合成纤维的抗静电处理，是应用的必然需求。
解决合成纤维导电问题，关键是对合成纤维进行改性，使原来不导电的合成纤维导电，将静电荷转移，使之不能聚集在织物上。导电纤维的制备方法主要有以下两种：一种方法是添加法。即在聚合物切片中加入导电性能良好的细微金属粉末或导电炭黑等导电物质，经过造粒后进行纺丝，如美国专利US5776609和中国专利CN1584140A，就是采用导电炭黑作为导电成分制成导电纤维。但这类导电纤维的缺点是导电成分在聚合物中分布不均匀，容易团聚，从而使聚合物的可纺性能降低，同时导电物质团聚造成的聚合物内部缺陷也对纤维的力学性能造成很大影响。第二种方法是表面涂覆法，例如美国专利US6703123和中国专利CN1424455A，介绍了在纤维表面涂覆金属涂层来制备导电纤维的方法。这种方法得到的导电纤维导电性能虽较好，但在使用和洗涤过程中导电涂层容易脱落，使用寿命较短，不利于实际应用。
现有闪蒸法制备纤维的方法是：将成纤聚合物在高温高压条件下溶于适当的溶剂中，制成聚合物溶液，该溶剂在等于或低于其正常沸点时不能溶解该聚合物；纺丝时，该溶液通过喷丝孔后降为常压，由于压力突然降低，溶剂急剧蒸发，引起聚合物的高度原纤化而制成纤维丛丝的方法。闪蒸制备纤维的一种公开方法(参见美国专利3,081,519和美国专利3,227,794)是：将纺丝溶液在高温高压下配制好以后送至供料管，然后经减压节流孔送入减压室，此时由于压力降低，聚合物和溶剂产生相分离，但为了使溶剂不气化，必须严格控制减压室的压力。相分离后的纺丝溶液再经过减压，在低温低压的梯形纺丝头喷出，此时溶剂剧烈膨胀闪蒸气化，温度降低，聚合物被蒸汽流高倍拉伸固化，形成具有三维网状的纤维网状丛丝。但在申请人检索的范围内，闪蒸纺丝还只是用来做常规纤维，尤其是超细常规纤维，未见有用其来制作功能性纤维的文献报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种导电纤维的制备方法。该方法采用闪蒸法制备，具有原料适应性好，工艺简单，容易操作，便于工业化生产，所得产品质量好，纤维容易加工等特点。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种导电纤维的制备方法，该制备方法采用闪蒸法，具体工艺是：先把聚合物和溶剂按每10g聚合物50-200ml的比例加入到高压釜中，然后按每100g聚合物5-30g的质量比例加入纳米导电粉，搅拌均匀，在温度为150-350℃和压力5-25MPa条件下，充分搅拌20-30min，待聚合物溶解和纳米导电粉分散均匀后，打开高压釜放料控制阀，使纺丝溶液从喷丝口喷出，在接收装置上固化形成三维网络状导电纤维丝条；所述聚合物为聚烯烃，聚酯或聚偏氟乙烯；所述溶剂为1，2-二氯乙烷、氯仿或环己烷；所述纳米导电粉为炭黑或锑掺杂氧化锡。
与现有技术相比，本发明方法采用闪蒸方法制备导电纤维，从根本上摈弃了常规聚合物造粒的工艺步骤，大大简化了纺丝工艺和设备，降低了操作风险，减少了成本，并且由于纳米导电粉在粘度很低的溶液中分散均匀，形成纤维时纳米导电粉被包裹在聚合物内部，在纤维丛丝中也不会产生团聚，因而减少了纤维产生瑕疵断裂的几率，增加了导电纤维的强度。与现有技术相比，本发明方法具有适应性好，可纺原料多，工艺简单，容易控制，便于工业化操作，产品质量好等特点。
具体实施方式
下面结合实施例进一步叙述本发明。
本发明导电纤维(简称纤维)的制备方法(以下简称方法)，采用了闪蒸法工艺，具体工艺过程是：先把聚合物和溶剂按每10g聚合物50-200ml的比例加入到高压釜中，然后按每100g聚合物5-30g的质量比例加入纳米导电粉，搅拌均匀，并在温度为150-350℃和5-25MPa压力条件下，充分搅拌20-30min，待聚合物溶解和纳米导电粉分散均匀后，打开高压釜放料控制阀，使纺丝溶液从喷丝口喷出，此时溶剂温度大大高于溶剂的沸点，由于压力急剧下降而瞬间蒸发，形成的高速气流对聚合物进行拉伸，此时，均匀分散在溶液中的纳米导电粉随着聚合物一起喷出，溶剂汽化的过程中纳米导电粉被聚合物包裹在其中，形成导电纤维丛丝，并在接收装置上固化形成三维网络状导电纤维丝条；所述聚合物为聚烯烃，聚酯或聚偏氟乙烯；所述溶剂为1，2-二氯乙烷、氯仿或环己烷；所述纳米导电粉为炭黑或锑掺杂氧化锡。
本发明方法中由于将纳米导电粉末在粘度很低的溶液中进行分散，避免了纳米导电粉末在粘度很高的熔融聚合物中分散困难的问题，并用闪蒸法进行纺丝，使得纳米导电粉在制备的纤维中分散均匀，纳米导电粉被包裹在纤维中间，从而在本质上解决了纳米粉体的分散难问题，使所制备的导电纤维具有较好的导电性能，也增加了其力学强度；特别是本发明方法摈弃了常规方法的造粒步骤，大大简化了纺丝设备和工艺，方便操作，降低成本。
采用本发明方法可直接制得导电纤维。经检验，本发明实施例的电纤维直径介于200nm-6μm之间，均值为1.5-5μm，纤维呈簇状或三维网状结构；单丝体积比电阻为104-107Ω·cm，性能优良。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出本发明方法的具体实施例。实施例仅是对本发明方法的具体或进一步说明，不限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
先把10g聚乙烯和100ml1、2-二氯乙烷放入高压釜内，再加入2g炭黑，搅拌均匀，对高压釜加热、加压，并在温度200℃和压力15MPa下，搅拌20min，使聚乙烯充分溶解，使炭黑均匀分散；然后打开高压釜放料控制阀门，使纺丝溶液迅速喷出，溶剂瞬间汽化并对聚乙烯纤维进行高倍拉伸，纳米炭黑被喷出并被包裹在聚乙烯纤维中，在接收装置上即得到三维网状聚乙烯导电纤维。
经检验，本实施例所制备的聚乙烯导电纤维的直径介于200nm-5μm之间，均值为1.5μm，纤维呈簇状或三维网状结构；单丝体积比电阻为104-106Ω·cm。
实施例2
先把8g聚酯和150ml氯仿放入高压釜内，再加入1g锑掺杂氧化锡，对高压釜加热、加压并在温度350℃和压力20MPa下，搅拌30min，使聚酯充分溶解，使锑掺杂氧化锡均匀分散；然后打开高压釜放料阀门，使纺丝溶液迅速喷出，溶剂瞬间汽化并对聚酯纤维进行高倍拉伸，锑掺杂氧化锡被喷出并被包裹在聚酯纤维中，在接收装置上即得到三维网状聚酯导电纤维丛丝。
经检验，本实施例所制备的聚酯导电纤维的直径介于500nm-6μm之间，均值为3μm，纤维呈簇状或三维网状结构。单丝体积比电阻为104-106Ω·cm。
实施例3
先把15g聚偏氟乙烯和200ml环己烷放入高压釜内，再加入1.5g锑掺杂氧化锡，对高压釜加热、加压并在温度230℃和压力20MPa下，搅拌30min，使聚偏氟乙烯充分溶解，使锑掺杂氧化锡均匀分散；然后打开高压釜放料阀门，使纺丝溶液迅速喷出，溶剂瞬间汽化并对聚偏氟乙烯纤维进行高倍拉伸，锑掺杂氧化锡被喷出并被包裹在聚偏氟乙烯纤维中，在接收装置上即得到三维网状聚偏氟乙烯导电纤维丛丝。
经检验，本实施例所制备的聚偏氟乙烯导电纤维的直径介于800nm-6μm之间，均值为5μm，纤维呈簇状或三维网状结构。单丝体积比电阻为105-107Ω·cm。
Claims (2)
1.一种导电纤维的制备方法，该制备方法采用闪蒸法，具体工艺是：先把聚合物和溶剂按每10g聚合物50-200ml的比例加入到高压釜中，然后按每100g聚合物5-30g的质量比例加入纳米导电粉，搅拌均匀，在温度为150-350℃和压力5-25MPa条件下，充分搅拌20-30min，待聚合物溶解和纳米导电粉分散均匀后，打开高压釜放料控制阀，使纺丝溶液从喷丝口喷出，在接收装置上固化形成三维网络状导电纤维丝条；所述聚合物为聚烯烃，聚酯或聚偏氟乙烯；所述溶剂为1，2-二氯乙烷、氯仿或环己烷；所述纳米导电粉为炭黑或锑掺杂氧化锡。
2.一种导电纤维，该导电纤维由权利要求1所述导电纤维的制备方法制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010180067 CN101845679A (zh) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 一种导电纤维的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010180067 CN101845679A (zh) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 一种导电纤维的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101845679A true CN101845679A (zh) | 2010-09-29 |
Family
ID=42770492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010180067 Pending CN101845679A (zh) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 一种导电纤维的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101845679A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106435810A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-22 | 郑州峰泰纳米材料有限公司 | 疏导静电的三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法 |
| CN109989126A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 财团法人工业技术研究院 | 导电弹性纤维及其制造方法 |
| CN110184717A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-30 | 苏州易布库纺织有限公司 | 一种导电面料的织造方法 |
| CN111155187A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-15 | 浙江纳美新材料股份有限公司 | 一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆及其制备方法 |
| CN115387031A (zh) * | 2021-05-27 | 2022-11-25 | 江苏青昀新材料科技有限公司 | 一种高耐破度的片材及其加工方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3081519A (en) * | 1962-01-31 | 1963-03-19 | Fibrillated strand | |
| US3227794A (en) * | 1962-11-23 | 1966-01-04 | Du Pont | Process and apparatus for flash spinning of fibrillated plexifilamentary material |
| CN87100253A (zh) * | 1987-01-07 | 1987-08-19 | 营口化纤厂 | 锦纶66纤维的抗静电技术 |
| CN1328068A (zh) * | 2000-06-12 | 2001-12-26 | 吉林华标化学工业有限责任公司 | 高性能高抗冲击强度聚苯乙烯生产工艺 |
| CN101086088A (zh) * | 2006-06-06 | 2007-12-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种导电纤维及其制备方法 |
| CN101565861A (zh) * | 2009-04-03 | 2009-10-28 | 天津工业大学 | 一种闪蒸纺制超细纤维的方法 |
-
2010
- 2010-05-24 CN CN 201010180067 patent/CN101845679A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3081519A (en) * | 1962-01-31 | 1963-03-19 | Fibrillated strand | |
| US3227794A (en) * | 1962-11-23 | 1966-01-04 | Du Pont | Process and apparatus for flash spinning of fibrillated plexifilamentary material |
| CN87100253A (zh) * | 1987-01-07 | 1987-08-19 | 营口化纤厂 | 锦纶66纤维的抗静电技术 |
| CN1328068A (zh) * | 2000-06-12 | 2001-12-26 | 吉林华标化学工业有限责任公司 | 高性能高抗冲击强度聚苯乙烯生产工艺 |
| CN101086088A (zh) * | 2006-06-06 | 2007-12-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种导电纤维及其制备方法 |
| CN101565861A (zh) * | 2009-04-03 | 2009-10-28 | 天津工业大学 | 一种闪蒸纺制超细纤维的方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106435810A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-22 | 郑州峰泰纳米材料有限公司 | 疏导静电的三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法 |
| CN109989126A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 财团法人工业技术研究院 | 导电弹性纤维及其制造方法 |
| CN110184717A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-30 | 苏州易布库纺织有限公司 | 一种导电面料的织造方法 |
| CN111155187A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-15 | 浙江纳美新材料股份有限公司 | 一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆及其制备方法 |
| CN115387031A (zh) * | 2021-05-27 | 2022-11-25 | 江苏青昀新材料科技有限公司 | 一种高耐破度的片材及其加工方法 |
| CN115387031B (zh) * | 2021-05-27 | 2023-10-24 | 江苏青昀新材料有限公司 | 一种高耐破度的片材及其加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Recent advances in needleless electrospinning of ultrathin fibers: from academia to industrial production | |
| Valizadeh et al. | Electrospinning and electrospun nanofibres | |
| CN107675359B (zh) | 一种普鲁兰/海藻酸钠复合纤维膜及其制备方法和应用 | |
| CN101845679A (zh) | 一种导电纤维的制备方法 | |
| CN104014196B (zh) | 一种高吸附纳米纤维复合过滤材料及其制备方法 | |
| CN102140707B (zh) | 一种皮芯复合电磁屏蔽纤维及其制备方法 | |
| CN103752848B (zh) | 一种纳米银线的制备方法 | |
| GB2482560A (en) | Electrospinning or electrospraying composite fibres or vesicles | |
| CN104372442A (zh) | 一种聚苯硫醚海岛纤维或超细纤维及其制备方法 | |
| CN104451911A (zh) | 一种静电辅助溶液喷射纺丝装置及纺丝方法 | |
| CN102704194A (zh) | 一种帘式实心针电纺纳米纤维非织造布生产装置 | |
| CN105908368A (zh) | 一种抗菌无纺布及其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | Preparation of flexible phenolic resin-based porous carbon fabrics by electrospinning | |
| JP2024519672A (ja) | 強化型フラッシュ・静電複合紡糸設備 | |
| CN101565861A (zh) | 一种闪蒸纺制超细纤维的方法 | |
| CN101092761A (zh) | 一种用酚醛树脂(pf)制备纳米碳纤维的方法 | |
| CN109338497B (zh) | 一种亲水性可降解聚丁内酰胺超细纤维的制备方法 | |
| CN100572620C (zh) | 一种闪蒸纺制超细纤维的设备和方法 | |
| Guerrini et al. | Thermal and structural characterization of nanofibers of poly (vinyl alcohol) produced by electrospinning | |
| CN101805938A (zh) | 一种生物相容的纳米导电纤维及制备方法 | |
| Im et al. | Preparation of poly (vinyl alcohol)/zro 2 composite nanofibers via co-axial electrospinning with higher zro 2 particle content | |
| CN114197082B (zh) | 具备核壳结构的复合功能长丝及其制备方法 | |
| CN101100767A (zh) | 一种三元乙丙橡胶超细纤维及其制备方法和应用 | |
| Li et al. | Electrospun cerium nitrate/polymer composite fibres: synthesis, characterization and fibre-division model | |
| CN102808286B (zh) | 一种环氧树脂纳米纤维毡及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Li Jiqun Document name: Notification of Passing Preliminary Examination of the Application for Invention |
|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100929 |