專利名稱：制造復(fù)合導(dǎo)電纖維的方法、通過該方法得到的纖維和這樣的纖維的用途的制作方法
制造復(fù)合導(dǎo)電纖維的方法、通過該方法得到的纖維和這樣
的纖維的用途本發(fā)明涉及制造導(dǎo)電復(fù)合纖維例如基于熱塑性聚合物和導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒的導(dǎo) 電纖維的方法，所述顆粒可特別為碳納米管(CNT)。本發(fā)明還涉及由所述方法得到的復(fù)合導(dǎo)電纖維和這樣的纖維的用途。碳納米管因它們優(yōu)異的電和熱傳導(dǎo)性性能以及它們的機(jī)械性能而著名和被使用。 因此，它們越來越多地被用作添加劑以為材料、特別是大分子型材料提供這些電、熱和/或 機(jī)械性能。已知復(fù)合材料的導(dǎo)電所必需的填料含量隨著導(dǎo)電顆粒的長徑比的增加而大大減 少，其是為什么與炭黑或另外的形式的基于碳的材料相比優(yōu)選使用碳納米管的原因。可 參考由以下文獻(xiàn)組成的現(xiàn)有技術(shù)WO 03/079375 ；D. Zhu, Y. Bin, Μ. Matsuo, "Electrical conducting behaviors in polymeric composites with carbonaceous fillers，，， J. of Polymer Science Part B,45,1037,2007 ；Y. Bin, M. Mine, A. Koganemaru, X. Jiang, M. Matsuo, "Morphology and mechanical and electrical properties of oriented PVA-VGCF and PVA-MWNT composites”，Polymer,47，1308，2006)。然而，如以下文獻(xiàn)中出現(xiàn)的那樣，逾滲閾值隨著碳納米管的取向而增加 F. Du, J.E.Fischer，K. I. Winey, “Effect of nanotube alignment on percolation conductivity in carbon nanotube/polymer composite”，Physical Review B，72， 121404,2005。實際上，在于將混合物擠出通過口模的用于制造復(fù)合纖維的方法可誘導(dǎo)碳納 米管的平行于纖維的軸的取向。在任何情況下，用于加工纖維的程序例如擠出和/或拉伸可誘導(dǎo)導(dǎo)電顆粒在纖維 的軸中的取向。因此，實現(xiàn)纖維形式的復(fù)合材料的逾滲閾值所必需的CNT濃度可最高達(dá)比未取向 膜或纖維形式高一個數(shù)量級。該取向現(xiàn)象的結(jié)果是必須提高CNT的含量以使復(fù)合材料是導(dǎo)電的，特別是當(dāng)這 些復(fù)合材料以纖維形式使用時。在R. Andrews、D. Jacques、M. Minot、Τ. Rantell的題為 "Fabrication of carbon multiwall nanotube/polymercomposites by shear mixing，，， Macromolecular Materials and Engineering, 287，395，2002 中詳細(xì)描述了這些結(jié)果。在制造復(fù)合纖維的方法中，可參考專利EP 1 181 331。該專利描述了制造基于熱 塑性聚合物的復(fù)合材料的方法，該復(fù)合材料的機(jī)械性能通過納米管的存在而增強(qiáng)。在該方 法中，制造熱塑性聚合物和CNT的混合物，然后在該聚合物的熔融溫度下拉伸該混合物，然 后以固態(tài)(在低溫下)再次拉伸該混合物。由此可由該由增強(qiáng)聚合物制成的材料得到纖維。也可參考國際申請WO 2001/0630 中所描述的制造復(fù)合纖維的方法。根據(jù)該方 法，制造CNT在溶劑中的分散體，將該分散體經(jīng)由噴嘴注入到由聚合物組成的凝結(jié)劑中，然 后可進(jìn)行拉伸操作和退火。不幸的是，在該情況下，最初導(dǎo)電的纖維在顯著拉伸之后變得不太導(dǎo)電，如 R. HaggenmueIlerλ H. H. GommansΛ A. G. RinzlerΛ J. Ε. Fischer、K. I. Winey 在 ChemicalPhysics Letters，330，219，2000 中發(fā)表的題為 “Aligned single-wallcarbon nanotubes in composites by melt processing methods，，的文章中所證明的。實際上，在纖維的形成之后進(jìn)行的拉伸步驟在其為50%和更高時，使導(dǎo)電性性能 惡化，這當(dāng)然是在其中復(fù)合材料或由復(fù)合材料制成的纖維具有導(dǎo)電性能的情況下。本發(fā)明的目的是克服所列舉的各種方法的缺點以改善導(dǎo)電復(fù)合纖維的電性能或 使最初絕緣的纖維導(dǎo)電。該目的由于制造復(fù)合纖維的方法而實現(xiàn)，根據(jù)該方法，利用經(jīng)歷逐漸升高的溫度 進(jìn)行熱處理步驟。為此，本發(fā)明的一個主題更具體地為制造由基于熱塑性聚合物和導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆 粒的復(fù)合材料構(gòu)成的纖維的方法，其包括熱處理，所述熱處理由利用溫度的逐漸升高對所 制造的復(fù)合材料進(jìn)行加熱組成。所述溫度的逐漸升高通過優(yōu)選小于50°C /分鐘，優(yōu)選小于30°C /分鐘，優(yōu)選小于 IO0C /分鐘的等變率(斜率，ramp)實現(xiàn)。優(yōu)選地，所述溫度的逐漸升高通過5°C /分鐘的等變率實現(xiàn)。必需的加熱溫度大于或等于所述熱塑性聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)所述復(fù)合材 料中導(dǎo)電顆粒的含量減少時，所述加熱溫度達(dá)到或者高于所述熱塑性聚合物的熔融溫度。所述熱處理可在紡絲期間和/或在紡絲之后對所述復(fù)合材料進(jìn)行，所形成的構(gòu)成 所述纖維的材料隨后被退火。在其中所述處理在紡絲之后進(jìn)行的情況下，進(jìn)行后熱處理，所施加的加熱溫度稱 作退火溫度。無論怎樣的選擇，在紡絲期間或之后，利用加熱或退火溫度的逐漸升高進(jìn)行的熱 處理都具有如下效果改善所得到的纖維的導(dǎo)電性能或者使最初絕緣的纖維導(dǎo)電而沒有迄 今為止提出的熱處理的缺點并且實際上不引起纖維宏觀結(jié)構(gòu)的降解。引入到所述纖維的組成中的導(dǎo)電顆粒選自棒、小片、球、條或管形式的導(dǎo)電或半導(dǎo) 電膠體顆粒。所述導(dǎo)電膠體顆?？蛇x自-碳納米管；-金屬例如金、銀、鉬、鈀、銅、鐵、鋅、鈦、鎢、鉻、碳、硅、鈷、鎳、鉬和金屬化合物或其 合金；-氧化物例如五氧化二釩(V2O5)、ZnO,Zr02、W03、PbO、In203、MgO 和 ^O3 ；禾口-膠體形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物。在其中所述導(dǎo)電顆粒為碳納米管并且填料含量小于或等于7%的情況下，所述加 熱溫度至少等于所述聚合物的熔融溫度或者為更高。對于大于7%的碳納米管填料含量，所述加熱溫度至少等于所述聚合物的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度或者為更高。本發(fā)明還涉及由基于導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒和熱塑性聚合物的復(fù)合材料制成的纖維。所述導(dǎo)電顆?？蔀?碳納米管；-金屬例如金、銀、鉬、鈀、銅、鐵、鋅、鈦、鎢、鉻、碳、硅、鈷、鎳、鉬和金屬化合物或其合金；-氧化物例如五氧化二釩(V2O5)、ZnO,Zr02、W03、PbO、In203、MgO 和 ^O3 ；禾口-膠體形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物。在其中所述導(dǎo)電顆粒為碳納米管(CNT)的情況下，基于熱塑性聚合物和碳納米管 的復(fù)合材料包含小于30%，優(yōu)選小于20%或更優(yōu)選10 0. 的重量含量的CNT。根據(jù)本發(fā)明的熱處理使得可得到構(gòu)成纖維的復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有小于 IO12Ohm. cm，優(yōu)選小于108ohm. cm，更優(yōu)選小于104ohm. cm的體積電阻率。所述熱塑性聚合物可選自聚酰胺、聚烯烴、聚縮醛、聚酮、聚酯或多氟聚合物 (polyfluoropolymer)或其共混物及其共聚物。優(yōu)選地，構(gòu)成纖維的復(fù)合材料是基于聚酰胺PA-6、聚酰胺PA-12或聚酯的，并且含 有小于30%的重量含量的CNT。由此得到的復(fù)合導(dǎo)電纖維可用在織物、電子學(xué)、機(jī)械或機(jī)電領(lǐng)域中?？商峒埃?，基于熱塑性聚合物和碳納米管的導(dǎo)電纖維用于增強(qiáng)有機(jī)和無機(jī)基 體、防護(hù)工作服(手套、頭盔等)，在軍事應(yīng)用尤其是彈道防護(hù)、防靜電服、導(dǎo)電織物、抗靜電 纖維和織物、電化學(xué)傳感器、機(jī)電作動器(electromechanical actuator)、電磁屏蔽應(yīng)用、 包裝、袋子等中的用途。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電纖維可特別用于制造應(yīng)變傳感器。在閱讀下面展示的并且通過說明性和非限制性實施例以及對于附圖給出的說明 時，本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將清晰地出現(xiàn)，在附圖中

圖1表示PA6/CNT復(fù)合纖維的相對電阻率隨溫度的變化；圖2表示含有20 % CNT的PA_6纖維的電阻率在從環(huán)境溫度以5°C /分鐘的速率 升高到120°C，隨后在該溫度下保持1小時的加熱循環(huán)期間的變化；圖3顯示在250°C下和以5°C /分鐘的速率進(jìn)行熱處理的包含3% CNT的纖維的應(yīng) 力和電阻率隨伸長率的變化；和圖4顯示在250°C下和以5°C /分鐘的速率進(jìn)行熱處理的包含10% CNT的纖維的 應(yīng)力和電阻率隨伸長率的變化。下面描述的方法使得實現(xiàn)由包含導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒和熱塑性聚合物的復(fù)合材料 制成的纖維的制造，但是也可使用其它技術(shù)。而且，在本發(fā)明中，當(dāng)材料的體積電阻率小于10E12ohm. cm時，其被認(rèn)為是導(dǎo)電的， 當(dāng)材料的體積電阻率大于10E12ohm. cm時，其被認(rèn)為是絕緣的。在許多應(yīng)用例如靜電荷的 耗散中，期望小于10E8ohm. cm的值。可使用的導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒在導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒中，可選擇下列作為非限制性實例-棒、小片、球、條或管形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電膠體顆粒，例如-金屬金、銀、鉬、鈀、銅、鐵、鋅、鈦、鎢、鉻、碳、硅、鈷、鎳、鉬和金屬化合物或其合金；-氧化物五氧化二釩(V2O5)、ZnO,Zr02,W03> PbO、In203、MgO 和 ^O3 ；-膠體形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物；
-碳納米管在本發(fā)明中可使用的碳納米管是公知的并且例如描述于Plastic World，1993年 11月，第10頁或WO 86/03455中。它們以非限制的方式包括具有相對高的長徑比、優(yōu)選 10 約1000的長徑比的那些。此外，在本發(fā)明中可使用的碳納米管優(yōu)選具有90%或更高 的純度。熱塑件聚合物可在本發(fā)明中使用的熱塑性聚合物尤其是由下列物質(zhì)制備的所有那些聚酰胺、 聚縮醛、聚酮、聚丙烯酸類、聚烯烴、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚醚、聚砜、多氟聚合物、聚 氨酯、聚酰胺酰亞胺、聚芳酯、聚芳砜、聚醚砜、聚亞芳基硫醚、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚四 氟乙烯、聚醚酮、含氟聚合物、以及其共聚物或共混物。此外，且更具體地，可提及聚苯乙烯(PQ ；聚烯烴，且更具體地，聚乙烯(PE)和 聚丙烯(PP)；聚酰胺例如聚酰胺6(PA-6)、聚酰胺6，6(PA-6，6)、聚酰胺11 (PA-Il)、聚酰胺 12(PA-12)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚醚砜(PES)；聚 苯醚(PPE)；含氟聚合物例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或VDF/HFE共聚物；聚苯乙烯/丙烯腈 (SAN)；聚醚醚酮(PEEK)；聚氯乙烯(PVC)；由作為聚醚二醇的殘基的軟的聚醚嵌段和得自 至少一種二異氰酸酯與至少一種短的二醇的反應(yīng)的硬的嵌段(聚氨酯)制成的聚氨酯，所 述短的二醇擴(kuò)鏈劑可選自說明書中早先提及的二醇，所述聚氨酯嵌段和所述聚醚嵌段通過 得自異氰酸酯官能團(tuán)與聚醚二醇的OH官能團(tuán)的反應(yīng)的鍵連接；聚酯-氨基甲酸酯，例如包 含二異氰酸酯單元、得自無定形聚酯二醇的單元和得自短的二醇擴(kuò)鏈劑的單元的那些，所 述短的二醇擴(kuò)鏈劑選自例如以上所列的二醇；共聚酰胺例如聚醚-嵌段-聚酰胺(PEBA)共 聚物，其得自具有反應(yīng)性端基的聚酰胺嵌段與具有反應(yīng)性端基的聚醚嵌段的共縮聚，例如 特別是下列物質(zhì)的共縮聚1)具有二胺鏈末端的聚酰胺嵌段與具有二羧酸鏈末端的聚氧 化亞烷基嵌段；幻具有二羧酸鏈末端的聚酰胺嵌段與具有二胺鏈末端的聚氧化亞烷基嵌 段，所述具有二胺鏈末端的聚氧化亞烷基嵌段是通過稱作聚醚二醇的脂肪族α，ω-二羥 基化聚氧化亞烷基嵌段的氰乙基化和氫化得到的；和幻具有二羧酸鏈末端的聚酰胺嵌段 與聚醚二醇，在該具體情況下，所得到的產(chǎn)物為聚醚酯酰胺和聚醚酯。還可提及丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯(ABS)、丙烯腈/乙烯-丙烯/苯乙烯(AES)、甲 基丙烯酸甲酯/ 丁二烯/苯乙烯(MBS)、丙烯腈/ 丁二烯/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯(ABMS) 和丙烯腈/丙烯酸正丁酯/苯乙烯(AAS)聚合物；改性聚苯乙烯膠；聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙 烯；醋酸纖維素；聚苯醚、聚酮、有機(jī)硅聚合物、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、聚烯烴型彈性體例 如聚乙烯、甲酸甲酯(methyl carboxylate) /聚乙烯、乙烯/醋酸乙烯酯和乙烯/丙烯酸乙 酯共聚物、氯化聚乙烯；苯乙烯型彈性體例如苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯(SBQ嵌段共聚物或 苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/ 丁二烯/苯乙烯(SEBS)嵌 段共聚物、苯乙烯/ 丁二烯或它們的氫化形式；PVC、聚酯、聚酰胺和聚丁二烯型彈性體例如 1,2-聚丁二烯或反-1，4-聚丁二烯；和含氟彈性體。這還涵蓋經(jīng)由受控自由基聚合制造的共聚物，例如，SABuS (聚苯乙烯-共聚-聚 丙烯酸丁酯-共聚-聚苯乙烯)和MABuM (聚甲基丙烯酸甲酯-共聚-聚丙烯酸丁酯-共 聚-聚甲基丙烯酸甲酯)型共聚物和它們所有的官能化衍生物。表述“可使用的熱塑性聚合物”也理解為表示由對應(yīng)于以上描述的均聚物制造的
7所有無規(guī)、梯度或嵌段共聚物。在隨后的描述中，給出包含碳納米管(CNT)的纖維的實例，并且制造纖維的方法 對應(yīng)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的紡絲方法，例如，經(jīng)由基于熱塑性聚合物和碳納米管的復(fù)合 材料的擠出的紡絲方法。根據(jù)本發(fā)明，所述纖維可由單純的(原始的或經(jīng)洗滌的或經(jīng)處理的)CNT，或者與 聚合物粉末共混的CNT，或者用聚合物或其它添加劑涂布/與聚合物或其它添加劑共混的 CNT制造。根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成纖維的復(fù)合材料中的CNT的量小于30 %，小于20 %，或更優(yōu)選為 0. 1 10%。因此，本發(fā)明提出這樣的方法，所述方法使得可提高含有CNT的熱塑性復(fù)合材料 的電導(dǎo)率，尤其是當(dāng)該組合物含有小于10%的CNT含量時。通過對加熱復(fù)合材料的熱處理步驟進(jìn)行改進(jìn)而令人驚訝地獲得該效果，該改進(jìn)由 溫度的逐漸升高組成。本發(fā)明提出可不使含有CNT且任選地被拉伸的熱塑性復(fù)合纖維的電導(dǎo)率惡化、或 者甚至可改善所述含有CNT且任選地被拉伸的熱塑性復(fù)合纖維的電導(dǎo)率，或者甚至可使最 初絕緣的纖維導(dǎo)電的方法。實際上，所述紡絲方法包括將含有少于30% CNT的熱塑性聚合物擠出的第一步驟 以及任選的隨后的拉伸步驟。本發(fā)明在于在紡絲期間和/或紡絲之后進(jìn)行熱處理。所述熱處理由溫度的逐漸升 高組成。從而，改善含有CNT的熱塑性復(fù)合纖維的電導(dǎo)率。從各實施例，也顯示出可經(jīng)由該 方法使最初絕緣的復(fù)合纖維導(dǎo)電。在下面描述的各實施例中，含有CNT的熱塑性復(fù)合纖維的電阻率在溫度的升高期 間降低和在冷卻步驟期間保持所達(dá)到的水平。通過該方法的電導(dǎo)率的改善幾乎是即刻發(fā)生的。在所需加熱溫度下保持1小時不 顯著改善當(dāng)時所實現(xiàn)的電導(dǎo)率水平。下述實施例顯示，在固定溫度下的熱處理不是非常有效或者根本沒有效果，而由 加熱溫度的逐漸升高系統(tǒng)地組成的熱處理使得實現(xiàn)含有CNT(3% 20%的CNT)的熱塑性 復(fù)合纖維的電導(dǎo)率的改善?？梢钥闯觯谝欢ǖ募訜釡囟群虲NT填料水平條件下，最初絕緣 的纖維真正變?yōu)閷?dǎo)電的。所述方法使得可制造基于熱塑性聚合物和碳納米管(CNT)的包含小于30%，優(yōu)選 0. 10%的CNT含量的導(dǎo)電復(fù)合纖維。所得到的纖維具有小于10E12ohm. cm，優(yōu)選小于 10E8ohm. cm，更優(yōu)選小于10E4ohm. cm的電阻率。如上所述，復(fù)合纖維通過對基于導(dǎo)電顆粒和熱塑性聚合物的復(fù)合材料進(jìn)行熔融紡 絲得到。所得到的纖維的直徑為1 1000 μ m。為了得到更細(xì)的纖維，使用不同于熔融紡絲的技術(shù)，例如電紡絲 (electrospinning)、離心坊絲等。
實施例以下實施例涉及包含不同CNT含量的聚酰胺纖維。包含3%和 % CNT的纖維是基于AMNO TLD PA-12的，CNT含量為10%和20%的纖維是基于Donamid 27PA-6的。電 阻是使用Keithley 2000萬用表測量的。實施例1 用于改善基于熱塑性聚合物和CNT的復(fù)合纖維的電導(dǎo)率、或者使最初絕 緣的該類型的纖維導(dǎo)電的操作條件。在該實施例中，考慮含有不同含量的CNT的纖維。使它們經(jīng)歷兩種不同的熱處理 以證明根據(jù)本發(fā)明的熱處理在改善纖維的電導(dǎo)率方面的效果。因此，所述纖維-在固定溫度下進(jìn)行熱處理在這種情況下，所述纖維在其末端覆蓋有銀漆 (silver lacquer)，被平展地安置于鋁樣品架上并且被置于處于選定退火溫度的烘箱中30 分鐘。然后將它們冷卻并且在環(huán)境溫度下測量它們的電阻。-或者，利用溫度的逐漸升高進(jìn)行熱處理在該情況下，將萬用表與纖維附著于其 上的Invar棒連接，通過銀漆提供接觸和將整個組件放置在通過溫度控制器控制的熱箱 (thermal chamber)中。所述熱處理在于以5°C /分鐘的速率將所述纖維從環(huán)境溫度逐漸 加熱到250°C。然后將該纖維從烘箱中取出并冷卻。在該處理期間，連續(xù)地直接記錄電阻作 為溫度的函數(shù)。觀察到在250°C下記錄的電阻與在所述纖維冷卻之后記錄的電阻之間沒有 顯著差別。在這兩種情況下，均考慮兩種退火溫度，即120°C (高于所述聚酰胺的玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度的溫度)和250°C (高于所述聚酰胺的熔融溫度的溫度)。下表1整理了所有這些結(jié)果。
權(quán)利要求
1.制造由基于熱塑性聚合物和導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒的復(fù)合材料制成的纖維的方法，該方 法包括熱處理，所述熱處理由利用溫度的逐漸升高對所制造的復(fù)合材料進(jìn)行加熱組成。
2.權(quán)利要求1的制造復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述溫度的逐漸升高是通過優(yōu)選 小于50°C /分鐘、優(yōu)選小于30°C /分鐘、優(yōu)選小于10°C /分鐘的等變率實現(xiàn)的。
3.權(quán)利要求2的制造復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述逐漸升高是通過5°C/分鐘的 等變率實現(xiàn)的。
4.前述權(quán)利要求中任一項的制造纖維的方法，其特征在于，所必需的加熱溫度高于或 等于所述熱塑性聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
5.前述權(quán)利要求中任一項的制造纖維的方法，其特征在于，所必需的加熱溫度可最高 達(dá)高于或等于所述熱塑性聚合物的熔融溫度的溫度。
6.前述權(quán)利要求中任一項的制造纖維的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電顆粒選自棒、小 片、球、條或管形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電膠體顆粒。
7.權(quán)利要求6的制造復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電膠體顆粒選自 -碳納米管；-金屬例如金、銀、鉬、鈀、銅、鐵、鋅、鈦、鎢、鉻、碳、硅、鈷、鎳、鉬和金屬化合物或其合-氧化物例如五氧化二釩(V2O5)、ZnO, Zr02、W03、PbO、In203、MgO 和 Y2O3 ；禾口 -膠體形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物。
8.前述權(quán)利要求中任一項的制造纖維的方法，其特征在于，所述熱塑性聚合物可選自 聚酰胺、聚烯烴、聚縮醛、聚酮、聚酯或多氟聚合物或其共混物及其共聚物。
9.權(quán)利要求7和8的制造纖維的方法，其特征在于，在其中所述導(dǎo)電顆粒為碳納米管 (CNT)的情況下，所述基于熱塑性聚合物和碳納米管的復(fù)合材料包含小于30%、優(yōu)選小于 20%或甚至優(yōu)選10 0. 的重量含量的CNT，并且所述熱處理使得可得到組成所述纖維 的復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有小于IO12Ohm. cm、優(yōu)選小于l(fohm. cm、更優(yōu)選小于104ohm. cm 的體積電阻率。
10.權(quán)利要求9的制造纖維的方法，其特征在于，在其中所述導(dǎo)電顆粒為碳納米管和填 料含量小于或等于7%的情況下，所述加熱溫度至少等于所述聚合物的熔融溫度或者為更尚ο
11.權(quán)利要求9的制造纖維的方法，其特征在于，對于大于7%的碳納米管填料含量，所 述加熱溫度至少等于所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或者為更高。
12.前述權(quán)利要求中任一項的制造纖維的方法，其特征在于，其包括熔融紡絲步驟，并 且所述熱處理可在所述紡絲期間和/或在紡絲之后對所述復(fù)合材料進(jìn)行。
13.通過前述權(quán)利要求中任一項的方法得到的導(dǎo)電纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維由 基于熱塑性聚合物和導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒的復(fù)合材料組成，并且組成所述導(dǎo)電纖維的所述復(fù) 合材料的體積電阻率小于IO12Ohm. cm、優(yōu)選小于108ohm. cm、更優(yōu)選小于104ohm. cm。
14.權(quán)利要求13的導(dǎo)電纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電顆粒選自棒、小片、球、條或管形式 的導(dǎo)電或半導(dǎo)電膠體顆粒。
15.權(quán)利要求14的導(dǎo)電纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維包含選自如下的導(dǎo)電膠體顆粒-碳納米管；-金屬例如金、銀、鉬、鈀、銅、鐵、鋅、鈦、鎢、鉻、碳、硅、鈷、鎳、鉬和金屬化合物或其合-氧化物例如五氧化二釩(V2O5)、ZnO, Zr02、W03、PbO、In203、MgO 和 Y2O3 ；禾口-膠體形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合物。
16.權(quán)利要求15的導(dǎo)電纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維包含碳納米管(CNT)，CNT填 料的重量含量小于30%、優(yōu)選小于20%、優(yōu)選為0. 1 10%。
17.權(quán)利要求13的導(dǎo)電纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維包含選自如下的熱塑性聚合 物聚酰胺、聚烯烴、聚縮醛、聚酮、聚酯或多氟聚合物或其共混物及其共聚物。
18.權(quán)利要求16和17的導(dǎo)電纖維，其特征在于，所述導(dǎo)電纖維包含聚酰胺和碳納米管。
19.權(quán)利要求13 17中任一項的復(fù)合導(dǎo)電纖維在織物、電子元件、機(jī)械元件和機(jī)電元 件中的用途。
20.權(quán)利要求13 17中任一項的由基于熱塑性聚合物和碳納米管的復(fù)合材料制成的 導(dǎo)電纖維用于增強(qiáng)有機(jī)和無機(jī)基體、防護(hù)工作服(手套、頭盔等)，在彈道防護(hù)裝置、防靜電 服、導(dǎo)電織物、抗靜電纖維和織物、電化學(xué)傳感器、機(jī)電作動器、電磁屏蔽應(yīng)用、包裝和袋子 中的用途。
21.權(quán)利要求20的導(dǎo)電纖維用于制造應(yīng)變傳感器的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造由基于熱塑性聚合物和導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒的復(fù)合材料制成的纖維的方法，該方法包括熱處理，所述熱處理在于通過逐漸升高溫度加熱所述復(fù)合材料，具有改善所得到的纖維的導(dǎo)電性能或者使最初絕緣的纖維導(dǎo)電的效果。本發(fā)明還涉及由此得到的導(dǎo)電纖維，且特別涉及聚酰胺纖維和碳納米管。
文檔編號D01F1/10GK102144056SQ200980134140
公開日2011年8月3日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者卡林.佩羅特, 帕特里克.皮奇奧尼, 帕特里斯.蓋拉德, 皮埃爾.米奧德特, 菲利普.波林 申請人:國家科學(xué)研究中心, 阿克馬法國公司