專利名稱：導(dǎo)電織物制造方法及其制造的織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織材料領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種導(dǎo)電織物及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于導(dǎo)電織物具有較好的導(dǎo)電性能、彈性、靜電放電性能、電磁干擾保護(hù)性能、射 頻干擾保護(hù)性能、熱膨脹匹配性能以及重量特性，使其可以廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電材料、紡織技術(shù) 和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，因此受到廣泛關(guān)注。隨著軍用和商用飛機(jī)中安裝的電子設(shè)備的種類和復(fù)雜性 的增加，互連電纜所需的空間和重量，連同確保在更高頻率信號發(fā)送的完整性的需求隨之 增加?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了制造導(dǎo)電織物，如導(dǎo)電纖維、絲、布和膜的各種方法。如將 混紡相互纏繞的纖維和細(xì)碎的金屬，電紡含金屬納米顆粒的絲或纖維，混紡導(dǎo)電聚合物、碳 纖維和絲或纖維，或在纖維表面鍍層導(dǎo)電材料(如金屬顆粒)和碳材料等等。如專利申請 W093/24689和EP0644283A分別公開了復(fù)合紗的制造方法。在PCT專利申請W093/24689 中公開了如下制造方法，將相同或不同類型的紡織纖維制成的復(fù)合紗與直徑在0. 008和 0. 05mm之間的加硬、鍍銀或鍍金的銅或韌鋼等金屬線扭成一束，并使得所述金屬線大致位 于各根紡織纖維的共同接觸區(qū)的軸向上。在美國專利US 3，987，613和US 6，032，450中還 公開了其他紡織方法。這些方法廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電織物的制造中，但是其缺陷在于，在沿著織物的長度方 向上沒有連續(xù)的金屬線，因此使得整個(gè)織物纖維的導(dǎo)電性并不連續(xù)。在這種情況下，金屬線 在導(dǎo)電織物內(nèi)保持某種程度的延伸，但是，部分織物纖維和金屬線之間的結(jié)合并不充分緊 密，因此在后續(xù)處理過程中存在織物纖維和金屬線分離的風(fēng)險(xiǎn)。在現(xiàn)有的導(dǎo)電織物的制造中，也有人將碳纖維和其他碳材料(如石墨、碳納米管) 等的混紡到導(dǎo)電織物中。然而，導(dǎo)電織物的重要性能之一是其可延展性，而碳材料的彈性模 量通常較高，因而其延展性往往較差。因此，在導(dǎo)電織物中，碳材料容易脫落，且織物纖維容 易斷裂。并且，與類似的金屬材料相比，采用碳材料制成的導(dǎo)電織物的導(dǎo)電性能相對較差因 而限制了其在許多電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。對于通過在導(dǎo)電纖維上鍍層導(dǎo)電材料的導(dǎo)電織物而言，可通過采用電鍍和纖維膠 來在纖維表面形成導(dǎo)電鍍層。在電鍍過程中容易造成環(huán)境問題，并且鍍層和基底之間的結(jié) 合力也值得關(guān)注。在商業(yè)上可用的并能夠連續(xù)生產(chǎn)金屬鍍層織物的方法中，將要處理的織物從原料 輪展開，經(jīng)合適的化學(xué)處理步驟，接著存儲到收線輪。不幸的是，在現(xiàn)在可用的織物處理方 法中，位于織物內(nèi)部的單纖維很難鍍上或充分鍍上金屬，這使得單纖維上的金屬鍍層并不 均勻。鍍層不均勻的織物的導(dǎo)電性能也不均一。在許多應(yīng)用中，如同軸電纜的保護(hù)層的應(yīng) 用中，這樣鍍層不均勻的織物是不能接受的。很難通過非電鍍的濕化學(xué)鍍方法將金屬均勻且完全地鍍在多纖維織物的單纖維 表面。如美國專利申請US 4，522，889中所述，即使是對于那些已經(jīng)采用非電鍍方法鍍上金屬(如銅和鎳)的預(yù)編織聚芳綸織物，完全、充分的金屬鍍層也是不可能實(shí)現(xiàn)的，特別是在 那些通常難以產(chǎn)生鍍層的預(yù)編織纖維的交叉處。美國專利申請.5，302，415和5，935，706公開了一種使用銅的無電鍍金屬化各種 聚芳綸纖維的方法。該方法使用80到90%的硫酸改性聚芳綸纖維表面。可通過控制纖維 的解聚來控制聚芳綸降解，進(jìn)而為促進(jìn)無電鍍金屬沉積的敏化劑提供沉積位點(diǎn)。基于某些 考慮，完全無電鍍構(gòu)造并不是理想的。由于前述原因采用濕化學(xué)方法直接沉積到聚合物表 面來沉積銅并不理想。在熱循環(huán)加速形成氧化銅層后，銅層與纖維表面的粘合強(qiáng)度會變得 非常弱，最終這將導(dǎo)致界面結(jié)合失效，也就是，銅層將從聚合物表明脫落。此外，由于在這些 專利中使用了 80到90%的硫酸，其有可能腐蝕所有的天然纖維，如棉、絲和布。因此，需要一種可以完全、充分地在天然和人造織物表面鍍上金屬的方法，和由此 形成的具有高導(dǎo)電率的織物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可以完全、充 分地在天然和人造織物表面鍍上金屬的方法和由此形成的具有高導(dǎo)電率的織物。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種導(dǎo)電織物制造方法，包 括Sl、在織物的纖維表面接枝PMETAC刷；S2、對PMETAC刷接枝的織物進(jìn)行離子交換處理；S3、對離子交換后的PMETAC刷接枝的織物實(shí)施無電鍍沉積。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述步驟Sl包括Sl 1、將所述織物硅烷化；S12、對所述織物進(jìn)行ATRP處理。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述步驟S12包括S121、將織物浸入含5mM的3_三氯硅基丙基2_溴_2_甲基丙酸中約10小時(shí)，以 使得所述織物的纖維的羥基與硅烷基發(fā)生縮合反應(yīng)；S122、用純無水甲苯和二氯甲烷洗滌織物數(shù)次，接著在50°C的真空干燥2小時(shí)；S123、在60°C將固定有3_三氯硅基丙基2_溴_2_甲基丙酸的織物浸入到METAC 聚合溶液中約10小時(shí)，隨后可在織物表面生成PMETAC刷；S124、使用甲醇和水洗滌數(shù)次隨后在隊(duì)中干燥。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，在所述步驟S123中，所述METAC聚合溶液 的制備包括a，將9. 2g 2_(異丁烯酰基)乙基-三甲基氯化銨溶解到IOmLMeOH溶液中，在20°C 通干燥N2,并攪拌溶液約20分鐘；b，加入 0. 48g 鄰聯(lián)吡啶，0. 12g Cu (I) Br 和 0. 019g Cu(II)Br2 ；接著通干燥 N2 攪拌 15分鐘。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述步驟S2包括S21、將PMETAC刷接枝的織物浸入5mM(NH4) 2PdCl4水溶液約15分鐘，S22、采用去離子水洗滌。
在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述步驟S3包括S31、將織物浸入無電鍍金屬離子沉積液中設(shè)定時(shí)間；S32、在沉積過程結(jié)束以后，取出織物用水洗滌并干燥。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述無電鍍金屬離子沉積液為包含12g/L Na0H、13g/L CuSO4 · 5H20、29g/L 酒石酸鈉鉀和 9. 5mL/L HCHO 的水溶液。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述設(shè)定時(shí)間小于60分鐘。在本發(fā)明所述的導(dǎo)電織物制造方法中，所述無電鍍金屬離子沉積液為含40g/L硫 酸鎳六水合物、20g/L檸檬酸鈉、10g/L乳酸和lg/L 二甲胺硼烷的水溶液。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的另一技術(shù)方案是，提供一種依照上述任一方法制造的織 物。本發(fā)明的導(dǎo)電織物，具有穩(wěn)定均一的高導(dǎo)電率，在多次彎折、拉伸甚至洗滌之后都 能保持良好的導(dǎo)電性和機(jī)械性能，因此可以用作電線。此外還可以廣泛用于其他領(lǐng)域，比如 用作功能性紅外反射物。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明的導(dǎo)電織物制造方法的第一實(shí)施例的流程示意圖；圖2是本發(fā)明的導(dǎo)電織物制造方法的第二實(shí)施例的步驟示意圖；圖3是在棉線纖維上接枝PMETAC刷的織物的傅里葉變換紅外光譜圖；圖4是PMETAC接枝改性后的棉線和未處理的棉線的掃描電子顯微(SEM)圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法制成的導(dǎo)電棉線在多次拉伸和放松時(shí)的導(dǎo)電性能測試 圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的方法制成的導(dǎo)電棉線在多次洗滌后的導(dǎo)電性能測試圖；圖7是導(dǎo)電纖維重量與無電鍍時(shí)間之間的關(guān)系示意圖；圖8是將PMETAC接枝改性后的棉線無電鍍沉積不同時(shí)間形成的導(dǎo)電棉線的SEM 圖；圖9是將PMETAC接枝改性后的棉線無電鍍沉積不同時(shí)間形成的導(dǎo)電棉線的EDX 圖；圖10是最后的導(dǎo)電棉線、引發(fā)劑改性的棉線和未處理的棉線的拉伸強(qiáng)度測量圖；圖11是使用Ni制備的導(dǎo)電棉線的SEM圖；圖12是將PMETAC刷放入Ni無電鍍液后2小時(shí)的制得的導(dǎo)電棉線的SEM圖；圖13是M制備的導(dǎo)電棉線的導(dǎo)電率測試圖；圖14是銅納米顆粒鍍層的導(dǎo)電纖維隨頂照射時(shí)間的紅外熱效應(yīng)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的導(dǎo)電織物制造方法的流程示意圖。如圖1所示，在步驟Sl中，首 先在織物的纖維表面接枝PMETAC刷。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可采用水介導(dǎo)表面引發(fā) ATRP以從棉線纖維產(chǎn)生聚[2-(異丁烯?；?乙基-三甲基氯化銨](PMETAC)接枝。該水 介導(dǎo)表面啟動(dòng)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)處理能夠提供較高的聚合速度，對電刷厚度、均勻度和密度進(jìn)行較佳的控制。該ATRP方法也被當(dāng)作是用于聚合物合成的綠色化學(xué)方法。在步驟S2中，對PMETAC刷接枝的織物進(jìn)行離子交換處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例中，可將上述獲得的PMETAC刷接枝的織物浸入含導(dǎo)電物質(zhì)，如金屬顆粒的水溶液中，并 放置一段時(shí)間。由于導(dǎo)電物質(zhì)的對PMETAC接枝的織物中的季銨基的親和力較高，因此可以 通過離子交換，可將導(dǎo)電物質(zhì)沉積在織物表面的接枝的PMETAC刷上。在步驟S3中，對離子交換后的PMETAC刷接枝的織物實(shí)施無電鍍沉積。在本發(fā)明 的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可將該織物浸入含有Cu，Pt，Au或Ag等金屬的金屬無電鍍?nèi)芤褐?，?而在織物表面沉積金屬顆粒，從而得到本發(fā)明的導(dǎo)電織物。圖2是本發(fā)明的導(dǎo)電織物制造方法的第二實(shí)施例的步驟示意圖。如圖2所示，首先將棉線硅烷化。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可采用Br取代 棉線表面的OH基團(tuán)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可采用其他有機(jī)硅烷水溶液進(jìn)行處理， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。接著，進(jìn)行ATRP處理。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，可首先清潔棉線表面，隨后 通過將棉線浸入ATRP引發(fā)劑溶液中一段時(shí)間，進(jìn)而將ATRP引發(fā)劑固定到棉線上，再進(jìn)行后 續(xù)操作。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可以首先將棉線浸入含5mM的3_三氯硅基丙基 2-溴-2-甲基丙酸中約10小時(shí)，以使得棉線纖維的羥基與硅烷基發(fā)生縮合反應(yīng)。接著，使用 純無水甲苯和二氯甲烷洗滌棉線數(shù)次以除去過量的物理吸附的引發(fā)劑分子和副產(chǎn)物分子， 接著在50°C的真空干燥2小時(shí)。然后將獲得的棉線密封在khlenk管中，通N2并在20°C 保存。接著可在60°C將固定有引發(fā)劑分子的棉線浸入到聚合溶液中約10小時(shí)，隨后可 在棉線表面生成PMETAC刷。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述聚合溶液可如下配置將 商業(yè)上可以購得的9. 2g 2-(異丁烯?；?乙基-三甲基氯化銨(METAC)溶解到IOmLMeOH 溶液中，在20°C通干燥隊(duì)，并攪拌溶液約20分鐘。隨后加入0.48g鄰聯(lián)吡啶，0. 12g Cu(I) Br和0.019g Cu(II)Br20接著通干隊(duì)攪拌該溶液15分鐘。隨后將該溶液注入到khlenk 管中與棉線進(jìn)行反應(yīng)。最后，使用甲醇將合成的樣品洗滌數(shù)次，再采用水洗滌數(shù)次，隨后在N2中干燥。隨 后使用傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行觀察，并驗(yàn)證該P(yáng)METAC刷接枝過程是否成功。圖3是在 棉線纖維上接枝PMETAC刷的棉線的傅里葉變換紅外光譜圖。如圖3所示，PMETAC的羰基引 起的增強(qiáng)峰在1730cm—1處；季銨基(QA+)引起的新峰值在876cm—1處。三個(gè)不同的C-H拉伸 態(tài)分別引起了 2851011-^2918011-1和^630^1處的峰值。圖4是PMETAC接枝改性后的棉線 和未處理的棉線的掃描電子顯微(SEM)圖。圖4中的B示出了在未經(jīng)處理的棉線纖維的表 面，其一般有小于50nm的溝壑形態(tài)，而圖4中的C示出的PMETAC接枝改性后的棉線的表面 更為平滑。這種平滑現(xiàn)象意味著PMETAC刷的厚度大于納米溝壑的半寬。由于無法測量棉 線表面的PMETAC刷接枝的厚度，因此通過在硅基底表面進(jìn)行的表面引發(fā)的ATRP對比實(shí)驗(yàn)， 可以估計(jì)其厚度約為 30nm。雖然通過表面引發(fā)聚合生成的PMETAC刷的實(shí)際接枝密度難 以精確測得，并且其還嚴(yán)重依賴于單體的性能、棉線表面的引發(fā)劑分子密度和聚合條件。然 而，實(shí)際上只要采用PMETAC刷將棉線表面全部覆蓋，精確的接枝密度并不是非常重要的。 需要強(qiáng)調(diào)的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，雖然在本發(fā)明中是以棉線為具體實(shí)施例進(jìn)行說明的，任何織物，如絲、麻、布等天然織物以及其他滌綸等人造織物也可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。這可以 通過SEM圖得到證實(shí)。接下來可進(jìn)行離子交換處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可將PMETAC刷接枝的 棉線浸入5mM(NH4)2PdCl4水溶液(pH 1)約15分鐘，在此PdCl42—可通過離子交換固定到 PMETAC刷上，這是由于它們對QA+具有很高的親和力。其中鈀作為銅或其他金屬(例如，金、 銀、鉬等等)的ELD的有效接觸反應(yīng)側(cè)。隨后，可采用適量的去離子水洗滌PMETAC刷接枝 的棉線。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，采用約4X200mL的去離子水洗滌。最后，實(shí)施無電鍍沉積。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可將洗滌后的樣品浸入無電鍍 金屬離子沉積液中一段時(shí)間。在沉積過程結(jié)束以后，取出樣品用水洗滌并干燥。在本發(fā)明 的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述無電鍍金屬離子沉積液為銅離子沉積液，其為包含12g/L NaOH, 13g/L CuSO4 ·5Η20、^β/1酒石酸鈉鉀和9. 5mL/L HCHO的水溶液，并且沉積時(shí)間一般不超過 60分鐘，例如，可選擇30分鐘，60分鐘等等。由此可以制得本發(fā)明的Cu M^s覆蓋的導(dǎo)電棉 線。本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可采用其他適合的無電鍍金屬離子沉 積液來進(jìn)行金屬離子沉積。現(xiàn)在已知的任何無電鍍金屬離子沉積液都可以用于本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將本發(fā)明用于如金、銀、鉬等金屬的無電 鍍金屬離子沉積液。例如，當(dāng)選定的無電鍍金屬離子沉積液為M離子沉積液，其為含40g/ L硫酸鎳六水合物、20g/L檸檬酸鈉、10g/L乳酸和lg/L 二甲胺硼烷(DMAB)的水溶液。其中 除DMAB外，其他成分可以先混合。DMAB水溶液可單獨(dú)配置。然后按照4 1混合。在混合 后，用氨將PH調(diào)節(jié)到約為8。依照上述方法獲得的Cu Ws覆蓋的導(dǎo)電棉線的具有電導(dǎo)性( lS/cm)，并可以用 作電線。為了證明這一點(diǎn)，我們構(gòu)造了一個(gè)簡單的電路，采用本發(fā)明的導(dǎo)電棉線制成的電線 連接9V電池和LED燈。實(shí)施證明，當(dāng)LED燈的陽極和電池陽極接觸時(shí)，LED燈馬上開啟并 發(fā)光，直到我們切斷連接。下面我們對制得的Cu Ws覆蓋的導(dǎo)電棉線的性能進(jìn)行討論。為了驗(yàn)證其性能，我 們對其在多次彎折、拉伸甚至洗滌以后的電穩(wěn)定性進(jìn)行檢測。在本發(fā)明中，導(dǎo)電率的測試采 用Keithley 2010萬用表依照雙探針法來測試。負(fù)荷(load)和變形使用Instron機(jī)械測 試系統(tǒng)(型號5566)來測得。測試探針的距離為3. 5cm。對于反復(fù)拉近，樣品在30次反復(fù) 拉伸和恢復(fù)時(shí)重復(fù)達(dá)到最大變形的50%。每次耗時(shí)20s。每個(gè)樣品測試至少五次，取平均 值。所有實(shí)驗(yàn)均在20攝氏度和65% RH下進(jìn)行。首先驗(yàn)證的是沉積時(shí)間為30分鐘的導(dǎo)電棉線在拉伸和放松以后的電穩(wěn)定性。首 先，我們在特定方式下拉伸和放松該導(dǎo)電棉線，并在該拉伸和放松的同時(shí)測定其導(dǎo)電性能。 我們發(fā)現(xiàn)，有趣的是，當(dāng)該導(dǎo)電棉線被筆直拉伸時(shí)(拉力2. 2N)，其顯示出較高的導(dǎo)電率 (0.28S/cm)，而當(dāng)拉力消除時(shí)，導(dǎo)電率較差(0.04S/cm)。而且，這一過程在30次反復(fù)后仍 然是可逆的，并且拉伸和放松狀態(tài)的導(dǎo)電率保持不變。其中圖5示出了 10次反復(fù)。在圖5 中，上半部分表示當(dāng)其對應(yīng)下半部分的負(fù)荷時(shí)的導(dǎo)電率。當(dāng)將導(dǎo)電棉線彎折時(shí)，例如圍繞筆 纏繞拉伸，其導(dǎo)電率和其筆直拉伸時(shí)相同。這種情況時(shí)由于當(dāng)導(dǎo)電棉線被放松時(shí)，組成棉線 的纖維并沒有相互接觸，因此電導(dǎo)率較差。當(dāng)導(dǎo)電棉線被拉伸時(shí)，其中的纖維更加集中因此 導(dǎo)電棉線的電導(dǎo)率增加。在30次反復(fù)實(shí)驗(yàn)以后，采用SEM觀察，并沒有發(fā)現(xiàn)銅層斷裂。接著我們采用清潔劑洗滌多次，以檢測導(dǎo)電棉線的耐用度。在下列實(shí)驗(yàn)中，我們采用簡單的手洗和擰干，在此之間還會對導(dǎo)電棉線進(jìn)行格外的摩擦。最后，由N2吹干。在30 次反復(fù)洗滌和干燥之后，并沒有發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)電率明顯變差。采用SEM也未觀察到銅鍍層的出 現(xiàn)斷裂。應(yīng)當(dāng)注意的是，在傳統(tǒng)工業(yè)中，金屬和基層之間的粘合是一個(gè)主要的難題。直接鍍 在棉線/纖維上的金屬層往往會在彎折或摩擦之后脫落，更難以經(jīng)受洗滌測試。因此，本發(fā) 明的導(dǎo)電織物明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制得的導(dǎo)電織物。本發(fā)明的制造導(dǎo)電織物的方法也明顯優(yōu) 于現(xiàn)有技術(shù)中采用的方法。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，可以通過控制無電鍍時(shí)間來控制導(dǎo)電織物的電導(dǎo)率。圖7是 導(dǎo)電纖維重量與無電鍍時(shí)間之間的關(guān)系示意圖。如圖7所示，無電鍍時(shí)間越長，沉積的金 屬越多，導(dǎo)電纖維重量越重，導(dǎo)電率也就越高。然而，當(dāng)無電鍍時(shí)間達(dá)到60分鐘時(shí)，金屬沉 積達(dá)到飽和。如圖7所示，在將PMETAC接枝改性后的棉線浸入到包含12g/L NaOHU3g/ L CuSO4 · 5H20、29g/L酒石酸鈉鉀和9. 5mL/L HCHO的無電鍍金屬離子沉積液中60分鐘后， 棉線的重量增加2倍。圖8是將PMETAC接枝改性后的棉線無電鍍沉積不同時(shí)間形成的 導(dǎo)電棉線的SEM圖。其中A是將PMETAC接枝改性后的棉線浸入到包含12g/LNa0H、13g/L CuSO4 · 5H20、29g/L酒石酸鈉鉀和9. 5mL/L HCHO的無電鍍金屬離子沉積液中0分鐘時(shí)形成 的棉線的SEM圖，B是1分鐘時(shí)形成的棉線的SEM圖，C是10分鐘時(shí)形成的棉線的SEM圖； D是30分鐘時(shí)形成的棉線的SEM圖。如圖8中B可見，當(dāng)1分鐘時(shí)，直徑約為130士20nm的 銅顆粒開始沉積到棉線上。如圖8中D可見，在30分鐘的沉積之后，銅層的厚度大于1 μ m。為了更好地進(jìn)行研究，采用能量色散光譜儀(EDX)觀察ELD反應(yīng)。圖9是將PMETAC 接枝改性后的棉線無電鍍沉積不同時(shí)間形成的導(dǎo)電棉線的EDX圖。其中A是無電鍍沉積5 秒時(shí)的EDX圖，而B是無電鍍沉積10分鐘時(shí)的EDX圖。如A所示，當(dāng)無電鍍沉積5秒時(shí)，僅 棉線變黑，EDX只檢測到鈀，并且僅能觀測到痕量的銅信號。隨著時(shí)間的流逝，棉線逐漸膨 脹。直徑約為130士20nm的Cu Ws開始沉積到棉線上。NPs的大小并沒有明顯的改變，而 銅層的厚度增加。在30分鐘的沉積之后，銅層的厚度大于1 μ m。當(dāng)無電鍍時(shí)間達(dá)到60分 鐘時(shí)，金屬沉積達(dá)到飽和，棉線的重量增加2倍。在對照實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)沒有固定PdCl42,將不會 觀察到Cu NPs0當(dāng)然，我們也可對獲得的導(dǎo)電棉線的強(qiáng)度和延展性能。鍍銅層的導(dǎo)電棉線的斷裂 強(qiáng)度和延展度分別為6. 4N和9. 1%，僅微小于未改性的棉線(7. 2N和10% )。而僅由引發(fā) 劑改性的棉線的斷裂強(qiáng)度和延展度分別為5. 8N和8. 3%。這說明PMETAC接枝的銅棉分層 結(jié)構(gòu)可為纖維提供額外的強(qiáng)度和延展性。由于當(dāng)將棉線放置在空氣中時(shí)，Cu Ws可能發(fā)生緩慢氧化和導(dǎo)電率下降。因此，在 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可其他在空氣中穩(wěn)定的金屬納米顆粒來代替銅，例如可以選擇Ni， 來基于上述方法制備導(dǎo)電織物。當(dāng)將本發(fā)明的方法用于M時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需 要，選擇合適的試劑和無電鍍時(shí)間。圖11示出了使用M制備的導(dǎo)電棉線的SEM圖。圖12 示出了將PMETAC刷放入M無電鍍液后2小時(shí)的制得的導(dǎo)電棉線的SEM圖。圖13示出了 Ni制備的導(dǎo)電棉線的導(dǎo)電率測試圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知悉，本發(fā)明制備的導(dǎo)電織物除了用于電線以外，還可以廣泛 用于其他領(lǐng)域，比如用作功能性紅外反射物。如圖14中示出了銅納米顆粒鍍層的導(dǎo)電纖維 隨頂照射時(shí)間的紅外熱效應(yīng)。雖然本發(fā)明是通過具體實(shí)施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。因此，本發(fā)明不局限于所 公開的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，包括51、在織物的纖維表面接枝PMETAC刷；52、對PMETAC刷接枝的織物進(jìn)行離子交換處理；53、對離子交換后的PMETAC刷接枝的織物實(shí)施無電鍍沉積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述步驟Sl包括511、將所述織物硅烷化；512、對所述織物進(jìn)行ATRP處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述步驟S12包括5121、將織物浸入含5mM的3-三氯硅基丙基2-溴-2-甲基丙酸中10小時(shí)，以使得所 述織物的纖維的羥基與硅烷基發(fā)生縮合反應(yīng)；5122、用純無水甲苯和二氯甲烷洗滌織物數(shù)次，接著在50°C的真空干燥2小時(shí)；5123、在60°C將固定有3-三氯硅基丙基2-溴-2-甲基丙酸的織物浸入到METAC聚合 溶液中10小時(shí)，隨后在織物表面生成PMETAC刷；5124、使用甲醇和水洗滌數(shù)次隨后在N2中干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，在所述步驟S123中，所述 METAC聚合溶液的制備包括a，將9. 2g 2-(異丁烯?；?乙基-三甲基氯化銨溶解到IOmLMeOH溶液中，在20°C通 干燥N2,并攪拌溶液約20分鐘；b，加入0.48g鄰聯(lián)吡啶，0. 12g Cu(I)Br和0.019g Cu(II)Br2 ；接著通干燥N2攪拌15 分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述步驟S2包括521、將PMETAC刷接枝的織物浸入5mM(NH4)2PdCl4水溶液約15分鐘，522、采用去離子水洗滌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述步驟S3包括531、將織物浸入無電鍍金屬離子沉積液中設(shè)定時(shí)間；532、在沉積過程結(jié)束以后，取出織物用水洗滌并干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述無電鍍金屬離子沉積 液為包含12g/L NaOHU3g/L CuSO4 · 5H20、29g/L酒石酸鈉鉀和9. 5mL/L HCHO的水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述設(shè)定時(shí)間小于60分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電織物制造方法，其特征在于，所述無電鍍金屬離子沉積 液為含40g/L硫酸鎳六水合物、20g/L檸檬酸鈉、10g/L乳酸和lg/L 二甲胺硼烷的水溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述方法制造的織物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電織物制造方法及其制造的織物。所述方法包括S1、在織物的纖維表面接枝PMETAC刷；S2、對PMETAC刷接枝的織物進(jìn)行離子交換處理；S3、對離子交換后的PMETAC刷接枝的織物實(shí)施無電鍍沉積。本發(fā)明的導(dǎo)電織物，具有穩(wěn)定均一的高導(dǎo)電率，在多次彎折、拉伸甚至洗滌之后都能保持良好的導(dǎo)電性和機(jī)械性能，因此可以用作電線。此外還可以廣泛用于其他領(lǐng)域，比如用作功能性紅外反射物(reflecting article)。
文檔編號D06M14/00GK102121194SQ20101000379
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者劉旭慶, 李翼, 胡軍巖, 鄭子劍 申請人:香港理工大學(xué)