专利名称：以聚酰胺-聚烯烃复合物为基体的导电材料的制作方法
技术领域：
本发明属于导电高分子材料。该导电高分子材料系由基体高分子材料和掺入在高分子材料表面及内部作为导电组分的聚吡咯所组成。其基体高分子材料为聚酰胺-聚烯烃复合物。
长期以来，高分子材料一直被人们用作电解质。近年来，随着电子工业、航空、太阳能利用、医疗、纺织及其它尖端技术的发展，对于具有导电功能的高分子材料的需求日益迫切。
通常，将导电高分子材料分成二类复合型导电高分子材料和结构型导电聚合物。
复合型导电高分子材料的导电性，依赖于涂料层、金属层或混入的填料。其或因导电层剥离，使用寿命缩短;或因加入导电填料，降低材料物理机械性能。而且电导率一般在10-2(欧姆·厘米)-1以下。
结构型导电聚合物是指高分子本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物。在这一类材料中，高分子本身都具有高共轭的π体系。到目前为止，最具代表性的主要有聚氮化硫、聚乙炔、聚对苯撑、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。这类导电聚合物虽然具有很高的电导率，但大部分都存在下列几方面的不足(1)电导率对大气不稳定，随着材料在空气中暴露时间的增加，其电导率明显下降;(2)室温以上的热稳定性差;(3)几乎所有的这类导电聚合物都是不溶不熔的，不能用常规的方法成型加工。导电聚合物这种不稳定性及难以加工成型性严重地阻碍了这类材料的实际应用。
聚吡咯是少数几种稳定的聚合物之一。由于成型问题长期以来未引起人们重视。
中国专利[CN86101389]提供了一种聚吡咯的导电高分子材料，乃以非导电的柔性链聚合物(如棉毛、羊毛、蚕丝、聚酰胺、聚酯、聚烯烃等)作为基体，将其在吡咯(或其它单体如噻吩、呋喃、吲哚、咪唑等)的溶液中进行溶胀处理，使溶剂和单体进入基体聚合物，然后再在可提供抗衡负离子的电解质三氯化铁(或铁氢化钾、硝酸高铈胺、过氧化氢等)溶液中处理，使吸收在基体聚合物中的单体分子原地聚合，形成一种二组分的导电聚合物复合材料。该材料克服了如上聚吡咯难于加工的缺点，而其不足之处是电导率低，最高为10-2(欧姆·厘米)-1。同时，这种处理会影响基体聚合物的力学性能。美国专利US4，521，450，4，617，228，日本专利JP 63-20361，JP-63-78403等含聚吡咯导电高分子材料，其电导率亦均在10-2(欧姆·厘米)-1以下。
本发明的目的在于得到一种具有100(欧姆·厘米)-1电导率且保持良好力学性能的导电高分子材料。这种材料以聚酰胺-聚烯烃纤维或薄膜作基体，用三氯化铁溶液处理，再经吡咯单体气相聚合，得到含聚吡咯的聚酰胺-聚烯烃复合导电材料。
本发明的含聚吡咯导电高分子材料乃选择聚酰胺-聚烯烃复合物为基体。将这种基体先在三氯化铁的水(或乙醇)溶液中处理，使基体聚合物吸收足够的三氯化铁，然后与吡咯进行气相反应，使生成的聚吡咯均匀分布在基体材料中，形成多组分导电聚合物复合材料。
本发明材料系一类含聚吡咯导电高分子材料，由作为基体的高分子材料和分布在该材料表面及内部作为导电组分的聚吡咯所组成，这类电导率达100(欧姆·厘米)-1的导电材料的基体高分子材料是具有一定形状的聚酰胺-聚烯烃复合物。
本发明的基体高分子材料聚酰胺-聚烯烃复合物的形状是指纤维或薄膜。聚酰胺部分可以是聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺1010。聚烯烃部分可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。在聚酰胺-聚烯烃复合材料中，聚酰胺和聚烯烃之重量比为聚酰胺占10～80%，聚烯烃占90～20%。
本发明的最大特点是材料电导率可达100(欧姆·厘米)-1，比上述其它方法高10～100倍。另外，由于基体聚合物采用聚酰胺与聚烯烃的复合材料，聚酰胺可吸收三氯化铁而聚烯烃不能。这样，聚烯烃起到了增强作用，因此材料保持良好的力学性能。此外，本发明采用气相聚合，不仅提高了电导率，而且简化过程，可连续化生产，降低成本。
实施例(1) 聚酰胺6或聚酰胺66与聚乙烯的复合薄膜，在浓度为2.0摩尔/升的三氯化铁溶液中处理10分钟，干燥后，与吡咯单体反应10分钟，然后水洗烘干。所得材料的电导率可达10(欧姆·厘米)-1。
(2) 聚酰胺6或聚酰胺66与聚丙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(3) 聚酰胺6或聚酰胺66与聚氯乙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(4) 聚酰胺6或聚酰胺66与聚苯乙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(5) 聚酰胺6或聚酰胺66与聚丙烯的皮芯复合纤维，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(6) 聚酰胺610与聚丙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(7) 聚酰胺1010与聚丙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为10-1(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(8) 聚酰胺610与聚乙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(9) 聚酰胺1010与聚乙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为10-1(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(10) 聚酰胺610与聚氯乙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为100(欧姆·厘米)-1的导电材料。
(11) 聚酰胺1010与聚氯乙烯的复合薄膜，在经与实施例1相同的条件处理后，可得电导率为10-1(欧姆·厘米)-1的导电材料。
权利要求
1.一类含聚吡咯导电高分子材料，由作为基体的高分子材料和分布在该材料表面及内部作为导电组分的聚吡咯所组成，其特征在于这类电导率达100(欧姆·厘米)-1的导电材料的基体高分子材料是具有一定形状的聚酰胺-聚烯烃复合物。
2.按权利要求1所述的导电高分子材料，其特征在于所述具有一定形状的聚酰胺-聚烯烃复合物，其形状是指纤维或薄膜。
3.按权利要求1或2所述的导电高分子材料，其特征在于所述具有一定形状的聚酰胺-聚烯烃复合物，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，其聚烯烃部分可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。
4.按权利要求1、2所述的导电高分子材料，其特征在于聚酰胺-聚烯烃复合材料中，聚酰胺和聚烯烃之重量比为聚酰胺占10～80%，聚烯烃占90～20%。
5.按权利要求3所述的导电高分子材料，其特征在于聚酰胺-聚烯烃复合材料中，聚酰胺和聚烯烃之重量比为聚酰胺占10～80%，聚烯烃占90～20%。
全文摘要
本发明是一类含聚吡咯导电高分子材料。它是由作为基体的高分子材料和分布在该材料表面及内部作为导电组分的聚吡咯所组成。由于本发明选择聚酰胺-聚烯烃纤维或薄膜作为基体，先经三氯化铁水(或乙醇)溶液处理，使基体聚合物中的聚酰胺部分充分吸收三氯化铁，然后与吡咯单体进行气相反应，故得到的材料电导率高达10
文档编号H01B1/00GK1058031SQ91107350
公开日1992年1月22日 申请日期1991年3月26日 优先权日1991年3月26日
发明者江建明, 戚慰先, 仲蕾兰, 曹正燕 申请人:中国纺织大学