專利名稱：以聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物為基體的導(dǎo)電材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)電高分子材料。該導(dǎo)電高分子材料系由基體高分子材料和摻入在高分子材料表面及內(nèi)部作為導(dǎo)電組分的聚吡咯所組成。其基體高分子材料為聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物。
長(zhǎng)期以來(lái)，高分子材料一直被人們用作電解質(zhì)。近年來(lái)，隨著電子工業(yè)、航空、太陽(yáng)能利用、醫(yī)療、紡織及其它尖端技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于具有導(dǎo)電功能的高分子材料的需求日益迫切。
通常，將導(dǎo)電高分子材料分成二類復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料和結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物。
復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電性，依賴于涂料層、金屬層或混入的填料。其或因?qū)щ妼觿冸x，使用壽命縮短;或因加入導(dǎo)電填料，降低材料物理機(jī)械性能。而且電導(dǎo)率一般在10-2(歐姆·厘米)-1以下。
結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物是指高分子本身或經(jīng)過(guò)摻雜后具有導(dǎo)電功能的聚合物。在這一類材料中，高分子本身都具有高共軛的π體系。到目前為止，最具代表性的主要有聚氮化硫、聚乙炔、聚對(duì)苯撐、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。這類導(dǎo)電聚合物雖然具有很高的電導(dǎo)率，但大部分都存在下列幾方面的不足(1)電導(dǎo)率對(duì)大氣不穩(wěn)定，隨著材料在空氣中暴露時(shí)間的增加，其電導(dǎo)率明顯下降;(2)室溫以上的熱穩(wěn)定性差;(3)幾乎所有的這類導(dǎo)電聚合物都是不溶不熔的，不能用常規(guī)的方法成型加工。導(dǎo)電聚合物這種不穩(wěn)定性及難以加工成型性嚴(yán)重地阻礙了這類材料的實(shí)際應(yīng)用。
聚吡咯是少數(shù)幾種穩(wěn)定的聚合物之一。由于成型問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)未引起人們重視。
中國(guó)專利[CN86101389]提供了一種聚吡咯的導(dǎo)電高分子材料，乃以非導(dǎo)電的柔性鏈聚合物(如棉毛、羊毛、蠶絲、聚酰胺、聚酯、聚烯烴等)作為基體，將其在吡咯(或其它單體如噻吩、呋喃、吲哚、咪唑等)的溶液中進(jìn)行溶脹處理，使溶劑和單體進(jìn)入基體聚合物，然后再在可提供抗衡負(fù)離子的電解質(zhì)三氯化鐵(或鐵氫化鉀、硝酸高鈰胺、過(guò)氧化氫等)溶液中處理，使吸收在基體聚合物中的單體分子原地聚合，形成一種二組分的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。該材料克服了如上聚吡咯難于加工的缺點(diǎn)，而其不足之處是電導(dǎo)率低，最高為10-2(歐姆·厘米)-1。同時(shí)，這種處理會(huì)影響基體聚合物的力學(xué)性能。美國(guó)專利US4，521，450，4，617，228，日本專利JP 63-20361，JP-63-78403等含聚吡咯導(dǎo)電高分子材料，其電導(dǎo)率亦均在10-2(歐姆·厘米)-1以下。
本發(fā)明的目的在于得到一種具有100(歐姆·厘米)-1電導(dǎo)率且保持良好力學(xué)性能的導(dǎo)電高分子材料。這種材料以聚酰胺-聚烯烴纖維或薄膜作基體，用三氯化鐵溶液處理，再經(jīng)吡咯單體氣相聚合，得到含聚吡咯的聚酰胺-聚烯烴復(fù)合導(dǎo)電材料。
本發(fā)明的含聚吡咯導(dǎo)電高分子材料乃選擇聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物為基體。將這種基體先在三氯化鐵的水(或乙醇)溶液中處理，使基體聚合物吸收足夠的三氯化鐵，然后與吡咯進(jìn)行氣相反應(yīng)，使生成的聚吡咯均勻分布在基體材料中，形成多組分導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。
本發(fā)明材料系一類含聚吡咯導(dǎo)電高分子材料，由作為基體的高分子材料和分布在該材料表面及內(nèi)部作為導(dǎo)電組分的聚吡咯所組成，這類電導(dǎo)率達(dá)100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料的基體高分子材料是具有一定形狀的聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物。
本發(fā)明的基體高分子材料聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物的形狀是指纖維或薄膜。聚酰胺部分可以是聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺1010。聚烯烴部分可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。在聚酰胺-聚烯烴復(fù)合材料中，聚酰胺和聚烯烴之重量比為聚酰胺占10～80%，聚烯烴占90～20%。
本發(fā)明的最大特點(diǎn)是材料電導(dǎo)率可達(dá)100(歐姆·厘米)-1，比上述其它方法高10～100倍。另外，由于基體聚合物采用聚酰胺與聚烯烴的復(fù)合材料，聚酰胺可吸收三氯化鐵而聚烯烴不能。這樣，聚烯烴起到了增強(qiáng)作用，因此材料保持良好的力學(xué)性能。此外，本發(fā)明采用氣相聚合，不僅提高了電導(dǎo)率，而且簡(jiǎn)化過(guò)程，可連續(xù)化生產(chǎn)，降低成本。
實(shí)施例(1) 聚酰胺6或聚酰胺66與聚乙烯的復(fù)合薄膜，在濃度為2.0摩爾/升的三氯化鐵溶液中處理10分鐘，干燥后，與吡咯單體反應(yīng)10分鐘，然后水洗烘干。所得材料的電導(dǎo)率可達(dá)10(歐姆·厘米)-1。
(2) 聚酰胺6或聚酰胺66與聚丙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(3) 聚酰胺6或聚酰胺66與聚氯乙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(4) 聚酰胺6或聚酰胺66與聚苯乙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(5) 聚酰胺6或聚酰胺66與聚丙烯的皮芯復(fù)合纖維，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(6) 聚酰胺610與聚丙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(7) 聚酰胺1010與聚丙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為10-1(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(8) 聚酰胺610與聚乙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(9) 聚酰胺1010與聚乙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為10-1(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(10) 聚酰胺610與聚氯乙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
(11) 聚酰胺1010與聚氯乙烯的復(fù)合薄膜，在經(jīng)與實(shí)施例1相同的條件處理后，可得電導(dǎo)率為10-1(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料。
權(quán)利要求
1.一類含聚吡咯導(dǎo)電高分子材料，由作為基體的高分子材料和分布在該材料表面及內(nèi)部作為導(dǎo)電組分的聚吡咯所組成，其特征在于這類電導(dǎo)率達(dá)100(歐姆·厘米)-1的導(dǎo)電材料的基體高分子材料是具有一定形狀的聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物。
2.按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電高分子材料，其特征在于所述具有一定形狀的聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物，其形狀是指纖維或薄膜。
3.按權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)電高分子材料，其特征在于所述具有一定形狀的聚酰胺-聚烯烴復(fù)合物，其聚酰胺部分可以是聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺1010，其聚烯烴部分可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。
4.按權(quán)利要求1、2所述的導(dǎo)電高分子材料，其特征在于聚酰胺-聚烯烴復(fù)合材料中，聚酰胺和聚烯烴之重量比為聚酰胺占10～80%，聚烯烴占90～20%。
5.按權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電高分子材料，其特征在于聚酰胺-聚烯烴復(fù)合材料中，聚酰胺和聚烯烴之重量比為聚酰胺占10～80%，聚烯烴占90～20%。
全文摘要
本發(fā)明是一類含聚吡咯導(dǎo)電高分子材料。它是由作為基體的高分子材料和分布在該材料表面及內(nèi)部作為導(dǎo)電組分的聚吡咯所組成。由于本發(fā)明選擇聚酰胺-聚烯烴纖維或薄膜作為基體，先經(jīng)三氯化鐵水(或乙醇)溶液處理，使基體聚合物中的聚酰胺部分充分吸收三氯化鐵，然后與吡咯單體進(jìn)行氣相反應(yīng)，故得到的材料電導(dǎo)率高達(dá)10
文檔編號(hào)H01B1/00GK1058031SQ91107350
公開(kāi)日1992年1月22日 申請(qǐng)日期1991年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月26日
發(fā)明者江建明, 戚慰先, 仲蕾蘭, 曹正燕 申請(qǐng)人:中國(guó)紡織大學(xué)