一种抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，属于导电纤维制备技术领域。本发明专利技术所述的制备方法，包括如下步骤：（1）对羊毛纤维进行预处理；（2）采用（类）多巴胺或其衍生物对预处理后的羊毛纤维进行改性；（3）将（类）多巴胺或其衍生物改性后的羊毛纤维在碳纳米管或其衍生物的分散液中浸渍，干燥、洗涤、烘干,得到碳纳米管改性羊毛纤维。（类）多巴胺或其衍生物的加入改善了碳纳米管分散性差、容易团聚的问题，解决了羊毛纤维中导电填料与基体的键合牢固度问题，同时在羊毛纤维基体中形成连续导电通路，大幅度改善了羊毛纤维的抗静电性能和耐水洗性能。电性能和耐水洗性能。电性能和耐水洗性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法


[0001]本专利技术属于导电纤维制备
，具体涉及一种抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]纺织材料是电的绝缘体材料，电阻一般很高，尤其是具有弹性好、吸湿性强、保暖性好的羊毛、低涤纶、腈纶、氯纶等纤维，广泛应用于纺织原材料中，并且在纺织品加工中扮演着越来越重要的角色，由其制成的织物具有质地丰满、手感滑糯、悬垂性佳、穿着高贵轻盈舒适等特点，一直以来备受消费者的青睐。然而在纺织加工过程中，由于纤维与纤维或纤维与机件间的密切接触和摩擦。造成电荷在物体表面的转移，结果产生静电。带相同电荷的纤维之间相互排斥，带不同电荷的纤维与机件之间发生吸引，结果造成条子发毛，纤维毛羽增多，卷装成型不良，纤维粘缠机件，纱线断头增加，以及在布面上形成分散性条影等。纤维带电后，大量吸附尘土，容易沾污，而且纤维与人体、纤维与纤维也会发生缠附现象或者产生电火花。因此，静电干扰，影响纤维加工的顺利进行，进而影响其服用性能。静电现象严重时，静电压高达几千伏，会因放电产生火花，引起火灾，造成严重后果。因此，有效减少或者去除纤维材料中的静电现象是目前需要解决的技术问题。
[0003]近年来，随着国内外对静电危害的日益关注。人们在纤维抗静电方面做了大量的研究试验，取得了显著的成果，特别是在抗静电羊毛纤维制备
，做了大量尝试。目前制备抗静电羊毛纤维的方法主要有三种：一是在羊毛纤维表面喷洒或者浸渍抗静电剂（如纳米MgO），可以在羊毛纤维表面形成一层抗静电剂，但抗静电性能是暂时的，经过洗涤后抗静电剂从纤维表面脱落，影响其抗静电效果的持久性；二是在羊毛纤维产品加工的过程中通过混纺或者嵌织的方式加入具有良好导电能力的导电纤维，可以使纤维的体积比电阻大幅下降，进而可以有效的防止静电的产生。专利CN112239905A提及了一种混纺羊毛导电纤维制备工艺，该专利将Belltron有机导电纤维与羊毛纤维通过混纺的方式成功制备出混纺羊毛导电纤维，该工艺不仅可以改善纤维加工运行状况，而且可生产出抗静电性能优异的混纺羊毛纤维。然而上述专利中Belltron有机导电纤维的嵌入会因其细度和柔韧性的影响，大大降低羊绒纤维原有的优良特性，使其应用被限制在一定范围内；三是借助于纳米填料（如碳纳米管）的导电性，采用物理或化学改性的方法将其键合到羊毛纤维大分子上，达到抗静电功能持久性的目的。刘让同等采用多巴胺原位聚合，使羊毛纤维表面覆盖一层不连续的多巴胺亲水性薄膜，降低纤维表层疏水性，同时利用多巴胺超强黏附力负载碳纳米管，利用碳纳米管导电性使其达到抗静电的效果。然而该文并未提及导电材料与羊毛纤维基体之间的粘附效应问题（多巴胺
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碳纳米管对羊毛织物复合抗静电整理[J].针织工业,2020(04):41
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44.）。
[0004]目前的方法制备得到的抗静电羊毛纤维中导电填料（如碳纳米管）和基体的键合力差，导电层与羊毛纤维基体的结合度不高，导致其因外部环境的变化（如高温潮湿、空气和浓碱的作用等）而出现导电层脱落，进而影响其抗静电长久性和耐水洗性。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，解决了羊毛纤维导电填料与基体的键合牢固度的问题，同时在羊毛纤维基体中形成连续导电通路，大幅度改善了羊毛纤维的抗静电性能和耐水洗性能。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案是：所述抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，包括如下步骤：（1）对羊毛纤维进行氨/盐预处理，得到氨/盐预处理后的羊毛纤维；（2） 采用（类）多巴胺或其衍生物对步骤（1） 氨/盐预处理后的羊毛纤维进行改性，得到（类）多巴胺或其衍生物改性后的羊毛纤维；（3） 将步骤（2）得到的（类）多巴胺或其衍生物改性后的羊毛纤维在碳纳米管或其衍生物的分散液中浸渍，干燥、洗涤、烘干，得到碳纳米管改性羊毛纤维。
[0007]进一步地，步骤（1）所述的氨/盐预处理是将羊毛纤维浸渍于含有氨水0.5
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5.5g/L、盐5
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60 g/L的溶液中，于50℃条件下恒温浸渍40
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90min后取出，水洗，烘干，称重备用，其中浴比1:50。
[0008]进一步地，步骤（1）所述的盐为氯化钠、氯化钙、硫酸钠等中的一种。
[0009]进一步地，步骤（2）所述的（类）多巴胺或其衍生物包括没食子酸、盐酸多巴胺、类聚多巴胺（DATA）、N
‑
3,4
‑
二羟基苯乙基丙烯酰胺（DAA）、MOA中的一种或多种。
[0010]进一步地，步骤（2）所述的改性是将氨/盐预处理后的羊毛纤维浸渍在含有多巴胺或其衍生物和tris缓冲液的混合溶液中，溶液pH为8
‑
10，水洗、干燥得到；其中混合溶液中（类）多巴胺或其衍生物的浓度为0.5
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6.5mg/m L；tris缓冲液的浓度为0.5
‑
4.5M。
[0011]进一步地，步骤（2）所述改性过程中浸渍是室温20
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30℃下以60
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100rpm磁力搅拌浸渍24
‑
48h。
[0012]进一步地，步骤（3）所述碳纳米管及其衍生物的浓度为5
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45mM。
[0013]进一步地，步骤（3）所述浸渍的温度65
‑
85℃，时间30
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90min。
[0014]进一步地，步骤（3）所述碳纳米管或其衍生物的分散液的pH为3.5
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6.5。
[0015]进一步地，步骤（3）所述碳纳米管及其衍生物包括氨基化碳纳米管、酸化碳纳米管、丙烯酰胺化碳纳米管（AM
‑
CNTs）、2,2
‑
二羟甲基丙酸化碳纳米管（DMPA
‑
CNTs）中的一种或多种。
[0016]本专利技术的优点具体如下：（1）本专利技术所述的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维是以多巴胺或其衍生物功能改性的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维为基体，在所述基体的表面利用交替插层组装复合技术制备抗静电碳纳米管改性羊毛纤维；所述（类）多巴胺或其衍生物改性是指（类）多巴胺或其衍生物中的胺基、亚胺基、酚羟基可以通过配位作用、氢键缔合、静电相互作用、疏水相互作用甚至共价反应与羊毛纤维中的羧基、氨基、羟基相互键合，牢牢粘附在于其表面；所述交替插层组装复合技术是通过两种不同物质之间的键合驱动力交替插层获得高度取向且连续导电通路的过程，这样的交替插层效果不仅增加了碳纳米管或其衍生物与基体的接触面积，还增强了碳纳米管或其衍生物与基体的粘附效果。
[0017]（2） 本专利技术所述的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维具有界面动态协同键合作用模式：基体表面聚多巴胺中的胺基、亚胺基、酚羟基等与沉积到基体上的导电填料中的含氧基
团形成共价键与非共价键协同键合。
[0018]（3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对羊毛纤维进行氨/盐预处理，得到氨/盐预处理后的羊毛纤维；（2） 采用（类）多巴胺或其衍生物对步骤（1） 氨/盐预处理后的羊毛纤维进行改性，得到（类）多巴胺或其衍生物改性后的羊毛纤维；（3） 将步骤（2）得到的（类）多巴胺或其衍生物改性后的羊毛纤维在碳纳米管或其衍生物的分散液中浸渍，干燥、洗涤、烘干，得到碳纳米管改性羊毛纤维。2.根据权利要求1所述的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的氨/盐预处理是将羊毛纤维浸渍于含有氨水0.5
‑
5.5g/L、盐5
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60 g/L的溶液中，于50℃条件下恒温浸渍40
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90min后取出，水洗，烘干，称重备用，其中浴比1:50。3.根据权利要求1所述的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的盐为氯化钠、氯化钙、硫酸钠等中的一种。4.根据权利要求1所述的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的（类）多巴胺或其衍生物包括没食子酸、盐酸多巴胺、类聚多巴胺（DATA）、N
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3,4
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二羟基苯乙基丙烯酰胺（DAA）、MOA中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的抗静电碳纳米管改性羊毛纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的改性是将氨/盐预处理后的羊毛纤维浸渍在含有多巴胺或其衍生物和tris缓冲液的混合溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘秋冬，丛洪莲，赵树强，蔡晨原，段云飞，
申请(专利权)人：无锡太平针织有限公司，
类型：发明
国别省市：