一种聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维及其制备方法。该复合纤维为皮芯两层同轴结构，其中皮层主要由聚丙烯腈基体和均匀分布在该基体中的碳纳米管构成，芯部成分是聚丙烯腈，复合纤维的半径与芯部半径之比为1.5～2:1。制备方法是：采用机械搅拌共混的方法制取共混均匀的皮层共混料和芯部共混料，分别挤出、造粒；然后在熔融纺丝机中分别熔融共混，分别经挤压、计量后，对应进入同一皮芯喷丝组件进行喷丝，再经过甬道冷却、上油、卷绕、二级水浴牵伸、超声水洗、烘干，得到所述复合纤维。皮层中均匀分布的碳纳米管起到抗静电效果，而芯部不含导电材料，可作为抗静电衣用纤维；其制备工序简单，纤维结构可控，成本低，适于生产。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维及其制备方法和应用
本专利技术属于复合纤维材料领域，具体涉及一种聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
相比较天然织物，如棉、麻、丝、毛等织物，化纤织物更加容易产生静电，这是因为化纤是高分子结构，材料绝缘性高，例如腈纶的体积比电阻高达1013-1014Ω·cm。这些化纤材料后加工时因摩擦产生静电，集束困难，与工件发生缠绕，制成成品后容易玷污吸尘。同时，化纤织物在人活动时会通过衣物间的摩擦产生静电，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此人们更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对比年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重或诱发室性早搏等心律失常。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。因此，如何有效降低化纤衣物中的静电效应，是亟待解决的现实问题。以化纤中的聚丙烯腈(腈纶)为例，其为合成纤维的主要品种之一，其质地膨松，手感柔软、密度小、保暖性好，有人造羊毛之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维，其特征在于，所述复合纤维为皮芯两层同轴结构，其中皮层主要由聚丙烯腈基体和均匀分布在该基体中的碳纳米管构成，芯部成分是聚丙烯腈；该复合纤维由作为皮层材料的聚丙烯腈/离子液体/碳纳米管/乙烯基硅烷偶联剂共混物和作为芯部材料的聚丙烯腈/离子液体共混物经过熔融纺丝法制备而成，其中乙烯基硅烷偶联剂与碳纳米管的质量比为1:1，碳纳米管与聚丙烯腈的质量比为1:49～99，聚丙烯腈与离子液体的质量比为1:0.54～1；复合纤维的半径R与芯部半径R1之比为1.5～2:1。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维，其特征在于，所述复合纤维为皮芯两层同轴结构，其中皮层主要由聚丙烯腈基体和均匀分布在该基体中的碳纳米管构成，芯部成分是聚丙烯腈；该复合纤维由作为皮层材料的聚丙烯腈/离子液体/碳纳米管/乙烯基硅烷偶联剂共混物和作为芯部材料的聚丙烯腈/离子液体共混物经过熔融纺丝法制备而成，其中乙烯基硅烷偶联剂与碳纳米管的质量比为1:1，碳纳米管与聚丙烯腈的质量比为1:49～99，聚丙烯腈与离子液体的质量比为1:0.54～1；复合纤维的半径R与芯部半径R1之比为1.5～2:1。


2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维，其特征在于，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐，乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。


3.根据权利要求2所述的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维，其特征在于，所述聚丙烯腈的粘均分子量为5×104-7×104g/mol；单壁碳纳米管的纯度大于95％，长度为5-30μm，比表面积大于380m2/g。


4.根据权利要求1所述的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维，其特征在于，所述R为0.05～0.5mm。


5.如权利要求1-4任一项所述聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混料、造粒：按照质量比，分别采用机械搅拌共混的方法制取共混均匀的聚丙烯腈/离子液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，谢吉民，
申请(专利权)人：镇江市高等专科学校，
类型：发明
国别省市：江苏;32