導電纖維素纖維的制備工藝和性能研究.pdf

1、功能性纖維是一類具有特殊的性能、用途或者特殊功能的化學纖維，是產(chǎn)業(yè)用紡織品纖維的重要組成部分。而其中導電纖維這種功能性纖維，因其具有抗靜電性能和屏蔽電磁輻射性能而越來越受到關注。
　　目前的許多導電纖維的制備工藝研究是采用合成纖維如PET、PU和PA等作為基底，但是合成纖維的不可降解會成為一個近年內(nèi)難以解決的環(huán)境問題，相比合成纖維，纖維素纖維具有環(huán)境友好性以及獨特的性能，因此纖維素纖維會是一種很有競爭力和發(fā)展前途的纖維材料。傳統(tǒng)的

2、方法是采用膠體鈀對纖維表面進行催化，但是這個方法工藝成本高，不利于導電纖維的工業(yè)化。
　　本文選擇棉纖維和竹纖維作為基底，經(jīng)不同的方法處理后進行化學鍍銅，成功制備導電纖維。采用含有羧基的檸檬酸，酒石酸以及蘋果酸等有機羧酸對棉纖維進行改性，使其表面嫁接上活化基團，然后與硫酸銅溶液反應吸附銅離子，銅離子經(jīng)硼氫化鈉還原成金屬原子，在纖維表面形成活化核心，從而引發(fā)化學鍍銅，制備得到銅/棉導電纖維。而銅/竹導電纖維的制備方法則是采用含有-N

3、H2的3-氨丙基三甲氧基硅烷溶于丙酮溶液對竹纖維進行改性，令基底表面氨基化，然后與銀納米顆粒溶液反應，銀納米顆粒與基底上的氨基通過化學鍵結(jié)合，從而嫁接到基底上催化化學鍍銅。通過課題的研究，使用環(huán)保的改性劑，研究出了具有良好的粘附性、良好導電率、屏蔽效能均在40dB以上的銅/棉導電纖維和銅/竹導電纖維。二者的最優(yōu)導電率分別為6.85×103 S·cm-1和1.8×105 S·cm-1。
　　通過研究結(jié)果得到，目前制備銅/棉導電纖維的

4、最佳工藝條件為:改性劑為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸;濃度為1 mol/L;硫酸銅的濃度為0.1mol/L，攪拌時間為12h。
　　課題中分別通過紅外光譜(IR)、拉曼光譜(Raman)、X射線光電子能譜分析(XPS)、X射線衍射(XRD)分析纖維的表面組成及元素;通過掃描電子顯微鏡(SEM)分析纖維表面形貌;通過熱重分析(TG)、頻譜分析儀、電阻測試儀和Scotch膠帶分析測試導電纖維的成分、電磁屏蔽效能、導電率以及粘附性。測試銅/棉