一种用于使纤维导电的方法，其包括以下步骤：(a)提供一种纤维，在所述纤维的表面处具有负电荷，(b)向所述纤维涂敷一种物质(如聚合物电解质)，所述物质在所述纤维上提供所述物质的层并且将所述纤维的所述表面处的所述电荷从负的改变成正的，其中所述物质不是壳聚糖，以及(c)用金属使所述纤维的所述表面导电，其中以金属离子的形式提供步骤(c)的所述金属，并且其中使用(例如)还原剂以将金属离子还原成单质金属。本发明专利技术还提供了由导电纤维形成的织物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造用于织物的导电纤维的方法，涉及由多条这样的纤维形成的 织物，并且涉及合并有所述织物的产品。尤其是，它涉及用银纳米粒子包覆天然纤维如棉。 所得的棉织物展现出对纤维具有良好粘着的完全的银粒子覆盖。由于纳米银的存在，该织 物不但是导电的且极为挠性的，而且还是抗菌的。
技术介绍
对于制造导电织物，以使得可以制备其中可以合并有电子设备如智能电话、GPS装 置和个人计算机的导电的衣物或行李包等，已有许多尝试。这样的装置在消费者、商业和军 事领域有多种用途。 用于制造导电织物的传统方法依赖于当织物是纺织的时导电丝向织物体中的夹 杂。 第一个导电织物是由丝透明硬纱（organza)制成的，其中导电纤维由包裹在薄 铜箱中的丝线制成（E.R. Post 和 M. Orth, IEEE International Symposium on Wearable Computers, 1997 年 10 月 13-14 日）〇 也已经在织物中使用了金属线或导电聚合物丝的共织（co-weaving) (H. -C. Chen, K. -C. Lee 和 J. -H. Lin, Composites, Part A, 35, 1249-1256, 2004)。然而，难以由这些 工艺形成任何除了最简单的设计之外的设计。 另一种制造导电织物的途径是通过使用导电聚合物。导电聚合物广泛用于纺 织品覆层，包括聚苯胺和聚吡略（J. Molina, A. I. del Rio, J. Bonastre和F. Cases, Eur. Polym. J.，45, 1302, 2009 以及 B.Yue，C. Wang, X. Ding 和 G.G. Wallace, Electrochim. Acta, 68, 18-24, 2012)。然而，这些聚合物往往不像金属那样导电。 包覆在银中的尼龙织物由Shieldex Trading, Inc以Shieldex商标贩售。此产品 使用厚的银并且是昂贵的，并且不以制造电路的形式提供。 WO 2008/133672 (Drexel University)公开了一种通过使用聚合物电解质作为连 接体基团将多壁的（multi-walled)纳米管接枝到聚丙稀腈纳米纤维的外表面上的方法。 没有给出任何其他接枝方法的实例。 US 2007/0054577 (Avloni)公开了通过以下方式形成导电纤维：（i)等离子体预 处理，随后（ii)使用聚合物电解质作为连接体基团逐层附接导电涂层。 CN 102120043 (Basic Medical)公开了通过使用壳聚糖作为连接体将纳米银层附 接到纱布，以向纱布赋予杀生物性能。 WO 00/49219 (Foxwood Research Limited)也公开了通过使用壳聚糖作为连接体 基团以将银粒子结合到基材从而用杀生物纳米银包覆基材的方法。需要将壳聚糖交联，以 使它在酸性pH下不溶解。专利技术概沐 在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于使纤维导电的方法，所述方法包括以下 步骤： (a)提供一种纤维，在所述纤维的表面处具有负电荷，(b)向所述纤维涂敷一种物质（以下称为"连接体")，所述物质在所述纤维上提供 所述物质的层并且将所述纤维的所述表面处的所述电荷从负的改变成正的，其中所述物质 不是壳聚糖，以及 (c)用金属使所述纤维的所述表面导电， 其中以金属离子的形式提供步骤（C)的所述金属并且其中将所述金属离子还原 成单质金属。 已经发现了壳聚糖的使用对纤维的物理性能有不利影响，并且因此将壳聚糖排除 在本方法的范围之外。 提供处于金属离子形式的金属并随后进行还原的优点在于获得改善的结果（见 比较例5)。 优选首先将还原剂涂敷到纤维的表面并其次将金属离子涂敷到纤维的表面。此方 法的优点在于它使得需要使用的还原剂和金属离子溶液的量最小化，并且其次得到了用纳 米粒子对纤维的更快覆盖。 在备选的实施方案中，首先将金属离子的溶液、还原剂和连接体组合（例如在水 溶液中），并随后将该组合涂敷到纤维。尽管在此方法中，金属离子在涂敷到纤维之前已经 被还原，但其在与纤维接触前也已经与连接体接触。此方法与其中将单质金属涂敷到已经 涂敷有连接体的纤维的方法不同（将以下实施例4和比较例5对比）。不希望受限于理论， 据认为连接体的存在防止了否则会导致不良结果的纳米粒子团聚。 优选地，所用的还原剂的量为在98ml的水中小于7mg(最优选6. Img)。这样的优 点似乎是所得的金属粒子异乎寻常地小一一平均直径优选小于50nm，且最优选约20nm。这 意味着金属粒子随后可以通过施加温和的热而自烧结一一例如，平均直径为约20nm的银纳 米粒子可以在约60°C自烧结，从而得到在纤维周围均匀的导电银鞘。 随后，可以通过例如常规的无电镀技术，向导电纤维涂敷另一个金属层。 优选地，所述方法在步骤（a)之后附加地包括以下步骤： (al)处理所述纤维（优选用碱溶液，尽管也可以使用酸溶液），以增加在所述纤维 的所述表面处的所述负电荷（通常所说的"丝光处理（mercerisation)"步骤）。 所讨论的的纤维可以是天然的、合成的、纺织的或非纺织的。优选地，它是天然纤 维并且可以已经纺织成了织物。备选地，其可以以未纺织的形式提供并且在按照本方法处 理后纺织。 天然纤维（且尤其是纤维素纤维如棉）在纤维表面具有天然的负电荷，这意味着 金属粒子（其与净正电荷形成静电键合）不键合至纤维表面。 步骤（b)的所述物质优选为阳离子性聚合物电解质，且更优选为鱼精蛋白硫酸 盐、聚凝胺（polybrene)、聚（L-赖氨酸）、聚（烯丙胺盐酸盐）、聚（乙二醇-共-甲基丙 烯酸二甲基氨基乙酯）、聚（乙烯亚胺）、聚丙烯酰胺、聚（丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基 氯化铵）、二烯丙基二甲基氯化铵、聚（二烯丙基二甲基氯化铵）、季铵化的聚脲](poly urea] quaternized)、聚季铵盐 _7、或它们的任意组 合。 聚（烯丙胺盐酸盐）是可商购的，有两种不同的分子量，即：1)平均Mw为约15, 000 和2)平均Mw为约58, 000。可以使用任意一种。 步骤（b)的所述物质的量优选不大于2重量％，优选不大于1重量％，且最优选约 0. 2重量％ (具体地，与100mL水混合的Ig的20重量％的PDADMC溶液，或者说0. 198重 量％ ) O 在特别优选的实施方案中，它是聚（二烯丙基二甲基氯化铵），另外称为 PDADMAC(Sigma-Aldrich的图片许可）： PDADMC起到作为金属和纺织品之间的粘合剂的重要作用，得到了更均匀的紧密 覆层。据认为，在聚合物链中两个甲基和一个胺基的存在提供了可以发生成核的正电的位 点。据信，PDADMC向纤维的附接主要由阳离子性的PDADMC和阴离子性的纤维表面之间 的离子相互作用决定。由于PDADMC的阳离子性质，其向棉纤维的附接据认为是通过离子 键合。长的聚合物链也可以提供更多的阳离子性位点，用于可能更强的与织物表面的键合。 PDADMC是可以以四种形式商购的，其区别在于它们的分子量： ⑴非常低的分子量（平均Mw〈 100, 000) (ii)低分子量（平均 Mw 100本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于使纤维导电的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供一种纤维，在所述纤维的表面处具有负电荷，(b)向所述纤维涂敷一种物质(以下称为“连接体”)，所述物质在所述纤维上提供所述物质的层并且将所述纤维的所述表面处的所述电荷从负的改变成正的，其中所述物质不是壳聚糖，以及(c)用金属使所述纤维的所述表面导电，其中以金属离子的形式提供步骤(c)的所述金属并且其中将所述金属离子还原成单质金属。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗亚·阿沙耶索尔唐特，克里斯托弗·保罗·亨特，
申请(专利权)人：英国政府商业创新与技能部，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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