基于原位聚合法的導電蠶絲纖維產品生產工藝的制作方法
【專利摘要】基于原位聚合法開發導電蠶絲纖維產品生產工藝，它涉及蠶絲產品【技術領域】，它的生產工藝為：對原絲進行等離子體預處理后，再利用原位聚合法對蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進行連續化導電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線。它不僅可以解決高檔蠶絲及其混紡或交織面料加工與使用過程中的靜電問題，更重要的是使蠶絲這種最高檔的天然纖維得到最大價值化和功能化的利用，對促進天然纖維資源的利用具有十分重要的社會意義和經濟價值。
【專利說明】基于原位聚合法的導電蠶絲纖維產品生產工藝
【技術領域】:
[0001]本發明涉及蠶絲產品【技術領域】，具體涉及一種基于原位聚合法的導電蠶絲纖維產品生產工藝。
【背景技術】:
[0002]蠶絲是人類最早使用的動物纖維之一，已有6000多年的歷史，是天然纖維中最高貴的品種，被譽為“纖維皇后”，生絲的價格達到40萬元/噸以上，是滌綸纖維的30~40倍，是棉纖維的7~8倍。蠶絲制品也一直是高檔的象征，雖價格昂貴但因其各種優異性能一直受到消費者的青睞，如蠶絲織物的珍珠般柔和的光澤、柔軟滑糯的手感、良好的懸垂性和飄逸感、優異的貼膚感、極好的吸濕性和透氣性等是其他纖維制品所無法比擬的。但是，蠶絲織物也存在一定的缺陷，如:難以取得好的色牢度、易縮水、泛黃、摩擦易引起損傷、容易被污染、易起皺、對酸堿敏感、導電性差等。
[0003]研究發現蠶絲的高比電阻對產品加工與使用具有很大的影響:含水率為10%時，蠶絲的質量比電阻為IO9Q ? g/cm，在相對濕度為65%的條件下，蠶絲的質量比電阻達到IO10Q ^gAm;特別是在低溫及干燥情況下，蠶絲的質量比電阻更是達到IO14Q容易產生靜電。特別是，目前蠶絲與其他天然纖維羊毛、羊絨以及滌綸、PTT纖維、outlast纖維等混紡或復合的產品越來越多，靜電問題日趨嚴重，對蠶絲織物的生產以及服裝的使用造成了嚴重的影響。如:紡織生產中因靜電產生的紗線纏繞羅拉、纏絲斷頭、紗線糾結等現象，嚴重影響織物的加工生產；服裝面料的靜電不僅會產生吸附灰塵以及纏身裹腿等現象，影響產品外觀及降低產品檔次，還會對人體產生電擊感，影響人體健康。
[0004]目前改進織物抗靜電效果的途徑主要有兩種:其一為采用抗靜電劑對織物進行表面處理，此種方法獲得的抗靜電效果持久性差，在使用與洗滌后抗靜電效果容易喪失；其二為采用導電纖維以一定的形式`、比例織入織物，使織物獲得較為持久的抗靜電效果。目前的導電纖維主要有金屬型和非金屬型。金屬型主要為不銹鋼纖維，但金屬纖維密度大，紡紗與織造均有一定的困難，而且金屬纖維對織物的手感、服用性能均會產生不良影響。非金屬型導電纖維一般是以高聚物纖維為基礎，采用與導電材料粉體共混紡絲、電鍍、化學鍍或真空沉積等方法，使其獲得一定的導電效果，然后將這種纖維按一定比例與其他纖維混紡或交織，從而使織物達到防靜電效果。
[0005]由此看來，導電性蠶絲纖維的開發對于新型絲綢產品的升級換代具有十分重要的意義，能取得良好的經濟效益和社會效益。目前導電纖維的制備一般以合成纖維為基礎，對天然纖維進行導電處理的研究較少。而隨著化纖原料——石油等天然資源的日益短缺，甚至逐漸枯竭，目前在纖維消費中占50%以上的滌綸、錦綸等合成纖維制品的發展將受到嚴重制約，天然纖維資源的深度開發利用是紡織行業發展的重要途徑。顯然對蠶絲這類昂貴、高檔紡織品的高價值化、功能化再生加工利用，無論從節約天然纖維資源，建立節約型社會，還是提高高檔天然生物質纖維資源的使用價值的角度來看都具有十分重要的經濟和社會意義。
【發明內容】
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[0006]本發明的目的是提供一種基于原位聚合法的導電蠶絲纖維產品生產工藝，它不僅可以解決高檔蠶絲及其混紡或交織面料加工與使用過程中的靜電問題，更重要的是使蠶絲這種最高檔的天然纖維得到最大價值化和功能化的利用，對促進天然纖維資源的利用具有十分重要的社會意義和經濟價值。
[0007]為了解決【背景技術】所存在的問題，本發明是采用以下技術方案:它的生產工藝為:對原絲進行等離子體預處理后，再利用原位聚合法對蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進行連續化導電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線。
[0008]本發明的具體操作步驟為:(I)以蠶絲纖維為基材，對其進行等離子體預處理，提高其表面能，以增強對苯胺單體的吸附能力，并提高聚苯胺導電層的厚度及連續性，增大蠶絲纖維的電導率，并增強蠶絲纖維對聚苯胺導電層的機械鎖結作用，提高其可加工性和耐用性；
[0009](2)基于原位聚合法，以鹽酸等為摻雜酸，以過硫酸銨等為氧化劑，使苯胺單體在蠶絲纖維表面氧化聚合，并在鹽酸等的摻雜作用下，使蠶絲纖維表面結合上聚苯胺導電薄膜，從而獲得導電性蠶絲纖維；
[0010](3)根據靜電荷形成和逸散的基本原理，以及織物的導電性與其內部導電性纖維分布、含量等因素之間的關系，設計開發導電蠶絲混紡紗或復合紗，并設計抗靜電蠶絲機織物及針織物，優化紗線及織物的結構，形成以基于原位聚合法制備的導電蠶絲為原料的高檔抗靜電蠶絲產品的生產技術體系。
[0011]本發明的原理為:聚苯胺是一種共軛結構高分子材料，經摻雜后呈現導電性，具有原料價格低廉、合成簡單、電導率較高、在空氣中穩定性好，具有獨特的摻雜現象等優點，被認為是最具有應用前景的導電高聚物。原位聚合法制備聚苯胺復合導電纖維是目前最有應用前景的一種導電纖維制備方法，其基本原理是:使導電聚合物單體苯胺在纖維表面氧化聚合并以質子酸摻雜形成一層聚苯胺導電薄膜而使纖維獲得導電性能。利用該方法制備的導電纖維為皮芯結構，基質纖維的物理機械性能基本不受影響，且導電效果優良持久。
[0012]本發明具有以下有益效果:
[0013]采用原位聚合法制備導電蠶絲，并進行蠶絲的連續化導電處理，開發導電蠶絲混紡紗、復合紗，并設計開發高附加值的導電蠶絲混紡、交織織物，將克服目前蠶絲織物的靜電問題，并可降低導電纖維的生產成本，提高生產效率。本發明還可拓展應用于蠶絲以外的其他導電性纖維的生產中，有顯著的社會效益和經濟價值。
【具體實施方式】:
[0014]本【具體實施方式】采用以下技術方案:它的生產工藝為:對原絲進行等離子體預處理后，再利用原位聚合法對蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進行連續化導電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線。
[0015]本【具體實施方式】的具體操作步驟為:(I)以蠶絲纖維為基材，對其進行等離子體預處理，提高其表面能，以增強對苯胺單體的吸附能力，并提高聚苯胺導電層的厚度及連續性，增大蠶絲纖維的電導率，并增強蠶絲纖維對聚苯胺導電層的機械鎖結作用，提高其可加工性和耐用性；
[0016](2)基于原位聚合法，以鹽酸等為摻雜酸，以過硫酸銨等為氧化劑，使苯胺單體在蠶絲纖維表面氧化聚合，并在鹽酸等的摻雜作用下，使蠶絲纖維表面結合上聚苯胺導電薄膜，從而獲得導電性蠶絲纖維；
[0017](3)根據靜電荷形成和逸散的基本原理，以及織物的導電性與其內部導電性纖維分布、含量等因素之間的關系，設計開發導電蠶絲混紡紗或復合紗，并設計抗靜電蠶絲機織物及針織物，優化紗線及織物的結構，形成以基于原位聚合法制備的導電蠶絲為原料的高檔抗靜電蠶絲產品的生產技術體系。
[0018]本【具體實施方式】主要技術與性能指標:
[0019]1、導電蠶絲纖維的電導率達到10_2_10_3S/cm以上。
[0020]2、導電處理工藝造成的蠶絲纖維的性能損傷不超過10%。
[0021]3、以導電蠶絲纖維為原料制得的抗靜電織物的靜電壓半衰期達到A級水平((2.0S)，20次水洗后能達到B級水平((5.0S)。
[0022]本【具體實施方式】的原理為:聚苯胺是一種共軛結構高分子材料，經摻雜后呈現導電性，具有原料價格低廉、合成簡單、電導率較高、在空氣中穩定性好，具有獨特的摻雜現象等優點，被認為是最具有應用前景的導電高聚物。原位聚合法制備聚苯胺復合導電纖維是目前最有應用前景的一種導電纖維制備方法，其基本原理是:使導電聚合物單體苯胺在纖維表面氧化聚合并以質子酸摻雜形成一層聚苯胺導電薄膜而使纖維獲得導電性能。利用該方法制備的導電纖維為皮芯結構，基質纖維的物理機械性能基本不受影響，且導電效果優良持久。
[0023]本【具體實施方式】具有以下有益效果:
[0024]采用原位聚合法制備導電蠶絲，并進行蠶絲的連續化導電處理，開發導電蠶絲混紡紗、復合紗，并設計開發高附加值的導電蠶絲混紡、交織織物，將克服目前蠶絲織物的靜電問題，并可降低導電纖維的生產成本，提高生產效率。本【具體實施方式】還可拓展應用于蠶絲以外的其他導電性纖維的生產中，有顯著的社會效益和經濟價值。
【權利要求】
1.基于原位聚合法開發導電蠶絲纖維產品生產工藝，其特征在于它的生產工藝為:對原絲進行等離子體預處理后，再利用原位聚合法對蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進行連續化導電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線。
2.基于原位聚合法開發導電蠶絲纖維產品生產工藝，其特征在于它的具體操作步驟為:(1)以蠶絲纖維為基材，對其進行等離子體預處理，提高其表面能，以增強對苯胺單體的吸附能力，并提高聚苯胺導電層的厚度及連續性，增大蠶絲纖維的電導率，并增強蠶絲纖維對聚苯胺導電層的機械鎖結作用，提高其可加工性和耐用性； (2)基于原位聚合法，以鹽酸等為摻雜酸，以過硫酸銨等為氧化劑，使苯胺單體在蠶絲纖維表面氧化聚合，并在鹽酸的摻雜作用下，使蠶絲纖維表面結合上聚苯胺導電薄膜，從而獲得導電性蠶絲纖維； (3)根據靜電荷形成和逸散的基本原理，以及織物的導電性與其內部導電性纖維分布、含量因素之間的關系，設計開發導電蠶絲混紡紗/復合紗，并設計抗靜電蠶絲機織物及針織物，優化紗線及織物的結構，形成以基于原位聚合法制備的導電蠶絲為原料的高檔抗靜電蠶絲產品的生產技術體系。
【文檔編號】D06M14/06GK103757907SQ201310532842
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】儲呈平, 孫道權, 劉發富, 錢靜, 陳忠立, 潘志娟 申請人:鑫緣繭絲綢集團股份有限公司