具有皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于湿纺纤维制造技术领域，具体涉及一种中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法。本发明专利技术提供一种导电高分子复合纤维，其具有皮芯结构，具有皮层和芯层，且所述芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构；其中，皮层和芯层中至少一层为导电层，皮层和芯层均由高分子材料为基体制成。本发明专利技术通过改变皮层和芯层的纺丝原液挤出速率可以方便地控制纤维皮层和芯层的厚度，进一步调节纤维的力学性能和电学性能。本发明专利技术方法与传统导电纤维相比，纤维密度小，导电逾渗值低，应变响应范围大(最大可超过300％)，可实现连续化生产。

Conductive polymer composite fiber with leather core structure and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of wet spinning fiber manufacture, in particular to a conductive polymer composite fiber with hollow, porous and leather core structure and a preparation method thereof. The present invention provides a conductive polymer composite fiber, which has skin core structure, with the skin and core layer, and the core layer is a hollow structure, skin and core layers are porous structure; wherein, the cortex and the core layer and at least one layer of conductive layer, skin and core layer are made of polymer material the matrix is made. The invention can conveniently control the thickness of the fiber cortex and the core layer by changing the extrusion rate of the spinning dope of the cortex and the core layer, and further adjust the mechanical and electrical performance of the fiber. Compared with the traditional conductive fiber, the method of the invention has the advantages of small fiber density, low conductivity percolation value and large strain response range (the maximum can be more than 300%), and the continuous production can be realized.

【技术实现步骤摘要】
具有皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法
本专利技术属于湿纺纤维制造
，具体涉及一种中空、多孔、皮芯结构的导电高分子复合纤维及其制备方法。
技术介绍
高分子复合纤维的制备方法多种多样，其中湿法纺丝因其条件温和、工艺简单、易于规模化生产成为目前广泛使用的高分子复合纤维制备工艺之一。研究发现，导电高分子复合纤维在机械外力、有机气体、溶剂、温度场、磁场等外界刺激下，复合材料中导电网络结构会发生变化，进一步引起纤维电阻发生相应变化，这使其成为一种理想的传感器件。其中，导电复合纤维的应力敏感行为引起了人们广泛关注。传统的导电高分子复合纤维因制备工艺限制，即导电填料的加入往往导致复合纤维的韧性变差，材料应变响应范围往往过小，其性能无法满足使用要求。2015年，DengpanLai等通过湿纺工艺制备出多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚醋酸乙烯酯(PVA)湿纺纤维，发现纯PVA湿纺纤维的最大断裂伸长率为17.9％，掺杂质量分数为27.6％的MWCNTs后，其杨氏模量从纯PVA的6.7GPa上升到12.8GPa，但其断裂伸长率降至7.9％(DengpanLai，YizheWei,LimingZ本文档来自技高网...

【技术保护点】
导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电高分子复合纤维具有皮芯结构，具有皮层和芯层，且所述芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构；其中，皮层和芯层中至少一层为导电层，皮层和芯层均由高分子材料为基体制成。

【技术特征摘要】
1.导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电高分子复合纤维具有皮芯结构，具有皮层和芯层，且所述芯层呈中空结构，皮层和芯层均为多孔结构；其中，皮层和芯层中至少一层为导电层，皮层和芯层均由高分子材料为基体制成。2.根据权利要求1所述导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电层由高分子材料和导电填料制成。3.根据权利要求2所述导电高分子复合纤维，其特征在于，所述的高分子材料选自天然高分子和合成高分子；其中，天然高分子包括纤维素、木质素、甲壳素、胶原蛋白、蚕丝蛋白、壳聚糖或天然橡胶；合成高分子包括聚酰胺、聚芳砜酰胺、聚丙烯腈、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、氢化级苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚己内酯、聚砜、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、间位芳香族聚酰胺、聚丙烯酸丁酯、聚偏氟乙烯、聚对苯撑苯并双噁唑纤维、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇脂、聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或热塑性聚氨酯，以及其他可用于湿纺成型的热塑性弹性体、热塑性橡胶或合成橡胶；进一步，所述高分子材料为热塑性聚氨酯；进一步，所述导电填料选自石墨烯、碳纳米管、碳纤维、金属纳米线、金属纳米颗粒、金属氧化物颗粒或炭黑中的至少一种；优选为多壁碳纳米管。4.根据权利要求1～3任一项所述导电高分子复合纤维，其特征在于，所述导电高分子复合纤维还包括导电固定单元和导线，所述导电高分子复合纤维通过导电固定单元两端各连接有一导线，所述导线与电性能测量仪器相连。5.权利要求1～4任一项所述导电高分子复合纤维的制备方法，由皮层纺丝原液和芯层纺丝原液采用湿法同轴挤出纺丝工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：代坤，高嘉辰，王晓峥，展鹏飞，程芳华，郑国强，刘春太，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41