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专利号: 2020103206406
申请人: 南京林业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,它是由一根以上的纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维缠绕成股而成;

所述纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维通过如下步骤制备:(1)制备多巴胺修饰的纤维素水溶液;

(2)将碳纳米管加入到步骤(1)多巴胺修饰的纤维素水溶液中,通过超声共混得到纤维素‑多巴胺/碳纳米管纺丝溶液;

(3)采用湿法纺丝工艺得到纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维;

步骤(1)中,所述多巴胺修饰的纤维素水溶液采用如下步骤制备:S1:将1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐加入羧甲基纤维素水溶液中机械搅拌,待分散均匀后,调节体系的pH为3.5~6;

S2:依次加入N‑羟基琥珀酰亚胺和多巴胺盐酸盐,在惰性气体保护下反应6~24 h,反应后透析,经洗涤、浓缩,得到多巴胺修饰的纤维素水溶液;

所述羧甲基纤维素水溶液采用羧甲基纤维素盐配制,质量浓度为0.5~3%,羧甲基纤维素盐的分子量范围是9 kDa ~1000 kDa;所述1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐、羧甲基纤维素盐、N‑羟基琥珀酰亚胺、多巴胺盐酸盐的反应质量比为(0.96~1.92):(100~200):(0.58~1.16):(0.95~1.90)。

2.根据权利要求1所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,所述纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的拉伸强度为62.27~399.42 MPa,断裂伸长率‑4 ‑2

为7.67%~23.99%,体积电阻率为6.97×10 ~2.29×10  ohm m,电导率为43.72~1.43×

3 ‑1

10 S m 。

3.根据权利要求1所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,步骤S2中,所述透析采用超滤膜截取,用去离子水进行,超滤膜的截取分子量范围是1.5 kDa~10 kDa,透析时间为12 h以上。

4.根据权利要求1所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,步骤(2)中,所述碳纳米管与多巴胺修饰的纤维素水溶液的混合质量比为(0.5~2):(8~9.5)。

5.根据权利要求4所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,超声共混后形成稳定的导电复合物悬浮液,并进行脱泡处理;所得纤维素‑多巴胺/碳纳米管纺丝溶液中,多巴胺修饰的纤维素的质量分数为0.5%~2%,碳纳米管的质量分数为

0.1%~0.5%。

6.根据权利要求1所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,步骤(3)中,所述湿法纺丝工艺包括:‑1

将得到的纤维素‑多巴胺/碳纳米管纺丝溶液通过精密注射泵以2~8 mL min 注射到凝固浴中进行凝固,放置30~60 s后将纤维捞出,经过25~40℃水浴洗涤后,得到纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维;所述精密注射泵容量为3~10 mL,针头内径为0.2~1 mm,纺丝的环境温度为25~35℃,湿度为30%~50%。

7.根据权利要求6所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝,其特征在于,所述凝固浴采用乙醇、丙酮、乙酸或三氯化铁的水溶液;其中,乙醇、丙酮、乙酸的水溶液体积浓度为20%~75%,三氯化铁的水溶液质量浓度为0.5%~5%。

8.权利要求1所述的基于纤维素‑多巴胺/碳纳米管导电纤维的电热丝在可穿戴电子设备中的应用。