中国纺织大学学报聚苯胺涤纶导电复合纤维的制备潘玮黄素萍金惠芬中国纺织大学化学纤维材料改性国家重点实验室，上海，200051同时进行掺杂制得聚苯胺涤纶导电复合坪维。讨论了苯胺单体含量掺杂酸浓度氧化剂浓度反应，度及时间对纤维导电性能的影响D实验明，采用此法制得的导电纤维具有较高的聚苯胺含量和优良的导电性能，电导率达l02Scm数量级。

　　中法分类号1342.83近年来，导电聚合物得到高分子界的高度重视，国内外研究者对此进行了广泛的研究。其中聚苯胺受到科学界的青睐，它与其它导电聚合物相比，具有价格便宜，制备简单，稳定性好，电导率高等优点，被认为是*有实际应用前景的种高聚物。

　　将导电聚合物直接纺制成导电纤维直是合成纤维界所期望的目标之，但是由于这类材料本身刚度大难溶难熔成型困难，因此其实用价值尚很有限2.以现场吸附法制备聚苯胺导电纤维是制备导电纤维的种新方法，国内外已对此初步尝试3，但常的方法难以使纤维有效的吸附导电聚苯胺，尤其是对于涤纶等结构紧密吸水性差的纤维，这个关键的问改进了常用的化学氧化现场吸附聚合法，制备聚苯胺涤纶导电复合纤维，能够有效地控制苯胺在纤维上的上聚率，提高了聚苯胺的含量，制得导电性能良好的纤维，并探讨了苯胺单体含量氧化剂浓度掺杂酸浓度反应温度和时间等对纤维导电性能的影响，确定适宜1实验1.1导电纤维的制备将涤纶纤维脱油，称量定的纤维置于苯胺溶液中，浸泡定时间后取出。

　　将取出的纤维进行处理，使纤维带有定量将带有定量苯胺单体的纤维置于氧化剂的酸溶液中，均，搅拌并保持定的温度，使苯胺发生聚合反应，同时，杂在纤维上生成聚苯胺。

　　反应定时间后将纤维取出，用酸丙酮蒸馏水分别洗涤数次，恒温干燥至恒重。1.2导电纤维性能测试1.2.1导电纤维电导率的测定用特制夹头夹取定长度的纤维，用自制的电阻测试仪测出电阻，则纤维电导率的计算公式如下，=Fi其中1为测量长度；及为测量电阻，1为导电纤维束的截面积2.

　　1.2.2聚苯胺质量分数苯胺单体质量分数上聚率苯胺质量分数采用下式计算上聚率采用下式计算本论文项目受国家自然科学基金委员会资助苯胺单体质量分数。

　　苯胺单体质量分数质置分数的影响苯胺质量分数低不利于链，长反应，难以生成高相对分子质量的聚苯胺，对于定的引发体系，链增长反应并不会随单体量增加而无止境地进行下去，在氧化剂用量定时，苯胺单体量增加到定程度后，聚苯胺分子链不会继续，长，产物导电性也不会继续增长，而当苯胺单体量过大时，容易产生些副反应，不利于形成高导电性的聚苯胺，因而制得的纤维导电性能下降。

　　2.2酸浓度对纤维导电性能的影响苯胺单体质量分数电导率的变化情况，从上可以看出酸浓度的影响可划分为3个不同的区域低酸浓度区低于5 1；中等浓度区0.54高酸浓度区高于41几。在低酸浓度区，纤维的电导率和聚苯胺质量分数随酸浓度升高而增大；在中等酸浓度区，电导率及聚苯胺质量分数基本不随酸浓度的改变而改变；而在高酸浓度区，其电导率及聚苯胺质量分数随酸浓度的提高而降低。

　　聚苯胺链具有苯式3式和醌式9式两种单元共存的结构次茱尔越械酸浓度，氧化剂浓度ol.Ll其中为经过去油处理的纤维质量为聚合前带有苯胺单体的纤维的质量；取3为聚合后经干燥的纤维2结果与讨论2.1苯胺单体吸附量对纤维导电性能的影响苯胺质量分数电导率及上聚率的变化。由上可以看出，当纤维所带的苯胺单体质量分数为2050时，可以获得具有优良导电性能的导电纤维，并且电导率及聚苯胺质量分数都相差不大；而苯胺质量分数过低或过高时，不仅制得的纤维导电性能较差，而且导电物质的质量分数降低。

　　当苯胺单体的质量分数为20左右时，在纤维上应的过程中，反应液处于无色透明状态，由苯胺单体聚合得到的聚苯胺均被吸附在纤维上。随着苯胺单体质量分数的增加，上聚率逐渐降低，沉淀在溶液中的聚苯胺也越来越多，溶液呈不透明的墨绿色。这说明聚苯胺在纤维中的吸附在定量时达到饱和，不会再随着苯胺质量分数的增加而增大。

　　两种结构单元可通过氧化还原反应相互转化，随酿式结构单元质量分数的不同，聚苯胺有种基本形当=0.5的半氧化半还原态时，即5，的比例为31左右时并且分子链头尾连接4连接时，聚苯胺在掺杂后才现出高电导率。在不同的酸浓度区域内，苯胺聚合机理不同，所得的聚合物结构各异；7.当酸浓度在0.54mOL范围时，分子链以芳环的l，4连接方式为主，其8式结构与，式结构同时存在，且59大致比例为31.而当酸浓度过高或过低时，芳式环之间非4连接增加，出现偶氮结构等因素的影响，从而使导电性能下降。

　　2.3氧化剂浓度对纤维导电性能的影响胺质量分数及电导率随氧化剂浓度改变的变化情况从上可以看出，同样的单体吸附量，随着氧化剂浓度后，又逐渐减小；而聚苯胺的质量分数则随着氧化剂浓度的增加不断提高，*后趋于平衡。

　　只有当苯胺单体与氧化剂浓度的摩尔为左右淼鸣，囝7氧化剂浓度对纤维电导率的影响囝8反应时间对聚苯胺质置分数的影响9反应时间对纤维电导率的影响时，聚合得到的聚苯胺才具有高导电性18.当苯胺量定而氧化剂浓度小时，易于生成高相对分子质量的聚苯胺，所以纤维的电导率和聚苯胺质量分数都随着氧化剂用量的，加而增大。当氧化剂用量过大时，过剩的氧化剂会使部分聚苯胺分子链进步发生氧化反应，生成全氧化态的聚苯胺，即5的比例小于3不利于形成高导电性的聚合产物。因此当氧化剂的浓度，加到定程度后，制得的导电纤维的聚苯胺质量分数虽没有下降但导电性能下降。

　　2.4反应时间对纤维导电性能的影响由89可以看出氧化聚合时间对现场吸附反应有定的影响，在氧化聚合的开始阶段，纤维的导电能力随聚合反应时间的增长迅速增高，达到定时问后，得到的纤维导电性能较好，随着反应时间的再增加，电导率又有下降的趋势。而聚苯胺的质量分数则随着反应时间的增加而增加，到定程度后趋于平衡。

　　当反应时间较短时，只有纤维外部的苯胺被氧化成大分子，在氧化剂尚未完全扩散进入纤维内部时，聚合反应停止，这时的聚合反应不完全，使得聚苯胺质量分数和电导率较低；随着聚合时间的，加，氧化剂完全渗入纤维内部，单体的转化率提高，纤维的导电性能也相应的增加。而当反应时间过长时，聚苯胺氧化过度，部分聚苯胺形成全氧化态而失去导电性能，导致导电性能下降。

　　10反应温度对聚苯胺质童分数的影响2.5反应温度对纤维导电性能的影响率及聚苯胺质量分数，从中可以看到当反应温度在520时所得的纤维的导电性能较好，超过25，随反应温度升纤维的电导率及聚苯胺质量分数明显下降实验中发现，此时处理液中有较多沉淀，反应得到的纤维颜色为黑色。这是因为当反应体系温度过高时，由于苯胺的聚合反应是放热反应，过的温度不仅会影响苯胺生成头尾有序结构的高分子链，而且使聚苯胺分子链的大7键受到破坏，导致聚苯胺电导率下降。

　　3结论以涤纶为基体纤维，采用现场吸附聚合法制备聚苯胺复合导电纤维，可以制得电导率为1023数量级的导电纤居，该方法具有经济简便实用的特点。

　　在聚合反应过程中，苯胺单体质量分数氧化剂浓度，杂酸浓度反应时间及温度都对纤维上聚苯胺质量分数及导电性能有定的影响。在反应过程中必须严格控制反应速度，以保证纤维对苯胺的有效吸附。

　　2唐劲松，王宝枕，王佛松。聚苯胺的合成结构性能及应用。高分子材料科学与工程，1987，185 6刘维锦，邬国铭，王志，等。以聚苯胺为导电覆盖层制备导电性涤纶7唐劲松，王利祥，景遐斌，等。酸浓度对苯胺聚合及所得产物的结构与性能的影响。高分子学报，1989，144188