聚苯胺基导电功能性织物研究进展

（江苏联合金陶特种材料科技有限公司 江苏 223005）

引言

现阶段有关聚苯胺复合织物材料和聚苯胺纤维的制备方式经过了不断地改善，虽然仍旧存在一系列的问题，但是其应用效果够能够满足当前的应用需求。由于聚苯胺和聚苯胺复合织物具有非常广阔的应用前景，需要不断对其进行研究，才能够提高其整体的应用效果，真正的满足科学探索发展的相关需求[2]。聚苯胺本身是一种优良的导电功能材料，其自身的化学结构相对于独特并且具有良好的化学稳定性以及热稳定性，在使用时经济成本相对较低，进而受到了广泛的关注，由于其具有防静电，抗腐蚀等不同的优点，在催化材料、军事伪装等方面也具有明显的应用价值[3]。为此，能够进一步地提高这一系列内容的整体应用效果，促使其本身具有良好的指导意义。

1.聚苯胺复合织物性能改进的方法

图1 聚苯胺的化学结构式

聚苯胺复合织物本身具有非常良好的导电性，其在导电、抗静电等不同的领域中有着非常良好的发展前途，也成为了现阶段我国在这几方面研究过程中的主要材料之一[4]。但是聚苯胺与织物的结合中由于其结合的方式不同，也会导致复合织物存在不同的缺点以及优点，例如通过原位聚合法所制作的聚苯胺织物存在着结合牢度低并且耐洗性差等不同的问题。为此，需要不断改善聚苯胺复合织物在制作过程中的制作方式，并且分析其化学结构如图1所示，提高其导电性、电磁屏蔽等不同的性能，使得聚苯胺复合织物材料在我国相关领域中的应用质量能够得到显著的提升[5]。

(1)基体材料表面改性

基体材料表面改性其能够直接影响到聚苯胺复合织物材料在使用时的效果，在改性的过程中需要考虑到的包括碱减量处理、低温离子处理等不同的方式，在分析碱减量处理时应考虑到碱减量处理本身是对聚苯胺复合织物的一种预处理方式，其能够让织物的表面发生一定的改性，提高织物的亲水性，而接枝聚合法在制备聚苯胺复合织物时可以通过碱减量的方式对织物进行处理，直接增强了苯胺单体在织物或者是在纤维之间的附着能力，使得聚苯胺复合织物材料能够更加平整，使得聚苯胺包薄膜能够更加均匀，更加平整地覆盖在织物的表面[6]。大量的研究人员对其进行研究和分析的过程中发现涤纶织物碱减量和低温等离子处理前后对于聚苯胺复合织物的吸附效果进行分析，能发现如果是没有经过任何处理的涤纶纤维表面虽然是光滑的，但是也存在着由于加工的过程而造成的少量凸起，而经过碱减量处理后的涤纶纤维，其实其表面所呈现的是非常明显的刻蚀和坑洞现象。通过对这两种不同的材料进行导电测试的处理，其结果显示经过碱减量处理后的聚苯胺复合织物表面其电阻更低，由此能够得出碱减量处理可以直接增加聚苯胺复合织物的吸附量，并且改善聚苯胺复合织物的导电性能。但是在使用碱减量处理时也能发现，聚苯胺复合织物材料的导电率会随着碱减量处理的时间而呈现，先增大后减小的变化趋势，一定要确定其处理的时间变化，才能进一步提高处理的整体效果。选择等离子体处理方式时，一定要考虑到这种方式首先也是要使用碱减量和低温等离子处理技术。对涤纶织物表面进行预处理，在使用离子处理后的织物表面，其相对于碱减量处理后的织物表面而言，其表面的凹痕以及小裂纹和突起更为明显，织物表面的电阻可以达到70Ω左右，聚苯胺复合织物材料的导电性能有着非常明显的提高。由此可见，在使用这两种不同的方式都能够让聚苯胺复合织物的导电率得到提升，满足现阶段对材料使用的相关需求。

(2)酸掺杂

聚苯胺所具有的独特掺杂机制也引发了当前社会中很多学者的关注。酸掺杂是常见的一种掺杂方式，而这种掺杂方式所使用的是化学氧聚化合物制备的聚苯胺导电织物，这也是非常常见的掺杂方式之一，掺杂酸的种类以及参加酸的浓度会直接影响到聚苯胺的合成，进而影响到聚苯胺复合织物的导电性能。由于聚苯胺具有共轭体系，经质子酸掺杂，后期导电率有着非常明显的提升，可以提高十个数量级，并且电化学的稳定性也会随之提高，而在制备聚苯胺复合织物导电层时一定要做到均匀且致密。大量的学者通过不同的实验研究分析以后表明，在进行酸掺杂的过程中，选择苯甲酸或者是甲苯磺酸在不同的浸泡时间和反应时间下都能够制备出聚苯胺复合织物材料，但是通过大量的实验表明，选择甲苯磺酸所制备的织物其导电性能可以达到最佳，可以达到150Ω左右。

(3)金属离子掺杂

在选择掺杂时，除了常见的酸掺杂以外，也可以使用金属纳米颗粒和高价金属盐等无机材料。对于聚苯胺进行掺杂，比如说利用Mu等不同的金属离子选择原位聚合法来制备聚苯胺，在制备的过程中需要以硝酸盐作为催化剂进而引发化学镀银，这种方式能够让聚苯胺复合织物的屏蔽效能得到提升，具有非常良好的电磁屏蔽效应，不同的学者也选择了不同的方式对其进行分析，其最终得出的结论是选择原位聚合法制备，能得出的聚苯胺复合织物材料及电磁屏蔽效能最高可以达到130db，如果织物经过了处理后，其电磁屏蔽效能能够提升至100db左右。

2.聚苯胺胺导电功能性织物的应用与发展

聚苯胺作为当前性价比高并且导电性良好的一种材料，一直以来是社会中各界学者所研究的具有潜在应用价值导电聚合物之一，其掺杂结构相对独特，是良好的导电材料之一，同时也是抗静电材料、电子屏蔽材料、过滤材料等[7]。聚苯胺在制备的过程中其整体的工艺相对简单，在我国当前的工业发展以及人们的日常生活，军事领域等有着广泛的应用前景，聚苯胺纳米纤维在一定的pH值下容易分散于水中，并且十分容易渗入到基体，其所带来的是更加良好的静电耗散以及电磁干扰屏蔽性能，聚苯胺本身所具有的变色性能也使得其在纺织功能材料领域中有着非常大的潜在应用价值，能够满足我国不断向前发展的科技，比如说利用聚苯胺来在夏季也可以制备防辐射等不同的织物、柔性显示器等。不仅如此，聚苯胺在使用的过程中，其还具有可加工性良好、特殊功能性以及时微纳米结构等一系列的特点，使得其在传感器、超级电容器等不同的领域中也具有非常广阔的应用前景。再比如聚苯胺对于化学蒸汽本身的敏感度较高，聚苯胺纳米纤维传感器也能够显示出更加灵敏的反应度，其与其他的材料相比而言。静电纺聚苯胺纳米纤维更加容易加工，具有非常优异的检测性和成型性能，吸引了更多研究人员的关注和兴趣，由此可见，聚苯胺在目前我国的社会发展中具有非常良好的应用前景。不仅如此，聚苯胺纳米纤维所制成的超级电容器所表现出的使用效果、使用稳定性、安全性。比起原本所使用的材料更加优秀，而相关的研究人员也对静电纺聚苯胺纳米纤维以及复合纤维网作为电极制作了更多的超级电容器以及不对称超级电容器，整体的使用效果能满足现阶段人们对超级电容器的相关需求，促使这一内容在我国受到了更高的重视。

3.结语

综上所述，随着我国科技的飞速发展，近几年有关不同的材料其使用效果已经成为了研究人员的主要研究课题。在柔性基材中，纺织品适用于各种各样不同的领域应用，而聚苯胺则是最具有应用价值的新型导电材料，能够将其与织物进行结合，既拓宽纺织品材料应用整体质量与范围，同时也能够实现我国不同材料所具有的多元化和智能化。