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将导电的聚吡咯涂层在无尘布、无尘纸纤维表面

浏览:3913次    2013-03-21,09:00:33

     随着功能性高分子材料的迅速发展,不仅新型无尘布纤维和抗静电纤维不断涌现,其应用面也不断拓宽。除一般的电磁波屏蔽,无尘、无菌衣用在精密仪器、机械零件、电子工业、胶片、食品、药品、化妆品、医院、计算机房中,起到防尘、防菌、防设备损坏、防计算失灵、防噪声。还有防爆工作服、防静电过滤袋等外,近些年发展起来的智能导电纺织品,使导无尘布电纤维的用途得到很大扩展。20世纪70年代以来,导电聚合物的快速发展为传感器技术进步奠定了基础,目前结构型导电聚合物单独或与光纤传感器结合用于温度、压力、电磁辐射、化学物质种类和浓度的检测。近年来由英国Durham大学研制出的导电聚苯胺无尘布纤维具有半导体的特性,电导率高达1900S/cm,可以作为传感器使用。由美国Milliken公司研究开发的聚吡咯涂层无尘纸纤维技术,通过气相沉积或溶液聚合方法,将导电的聚吡咯涂层在无尘布纤维表面制成织物传感器。意大利Hsa大学的De Ros—si将聚吡咯涂层在莱卡表面制成智能手套,手指的弯曲或伸展时,转化成CuS或C:S口。这种解释与我们测试结果是较为一致的。铜离子的外层电子结构Cu。’为3d’4s。,Cu’为3d如4s。,因此一c三N中N原子上一对孤独电子进入Cu’的4s轨道而形成Cu’——NC一配价键的可能性最大。然后在无尘纸纤维表面和内部发生4Cu2s+cus——Cu9s5,而且Cu9s的稳定性比Cu2s和(;uS均高,在水中的溶解度比Cu:s和CuS晶体均小。由于制备时一般都是先加可溶性铜盐,后加含硫还原剂,反应在无尘纸纤维上进行的可能性最大,就是部分在溶液中进行,由于溶解度之差,溶液中的cu:s沉淀也会溶解掉进入纤维上形成Cu9s,。事实上,在试验和生产中,最终溶液是清澈的,并没有沉淀物存在。
    怎样解释含90%~94%cu,s,和6%~10%CuS的导电纤维会不耐湿热性和耐久性差的原因呢?这是因为CuS结晶不稳定,在潮湿的空气中很容易与空气中的氧发生反应生成易溶于水的CuSO。
   导电纤维上6%~10%的CuS氧化成易溶于水的CuSO。而失去,使无尘纸纤维上C09S,导电层出现空穴或空隙,从而为结晶导电层剥落创造了有利条件,这也与我们测试了导电纤维剥落物全部是Cuos;相一致。为了去除在结晶层中6%~10%的CuS晶体,并使其全部变成Cu。s,晶体,采用了在制备PAN导电纤维过程中增加了一道多硫化钠或多硫化铵后处理。