СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ХЕМОСОРБЦИОННЫХ ВОЛОКОН Советский патент 1994 года по МПК D01F11/04 

Изобретение относится к получению электропроводящих полимерных волокон, в частности к способу их получения на основе хемосорбционных волокон, которые могут быть использованы в различных областях электроники, электротехники, радиотехники и др.

Цель изобретения - повышение электропроводимости волокна.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Карбоксилсодержащее ионообменное волокно ВИОН KH-1 или азотсодержащее ионообменное волокно ВИОН АН-3 пропитывают 5% -ным водным раствором соляной кислоты, промывают водой, а затем обрабатывают 5% -ным водным раствором едкого натра в течение 2 ч и промывают водой от избытка щелочи. Получают хемосорбционное волокно ВИОН КН-1 или ВИОН-АН-3 в Na⁺-форме.

П р и м е р 2. 100 мг волокна ВИОН КН-1 в Na⁺- форме пропитывают в 50 мл раствора CuSO₄ концентрацией 5 ˙10^-3 моль в течение 2 ч. Затем волокно отфильтровывают, отжимают и сушат на воздухе. 5 мг полученного медьсодержащего волокна ВИОН КН-1 обрабатывают 5 мл 1˙ 10^-3 М водным раствором сульфида натрия в течение 2 ч при комнатной температуре. Затем волокно отделяют от раствора, отжимают и сушат на воздухе. Полученное волокно имеет σ_пост = = 130 Ом^-1 ˙ см^-1.

П р и м е р ы 3-10. Волокно ВИОН КН-1 в Na⁺-форме обрабатывают по примеру 2, за исключением того, что изменяют концентрации обрабатывающих растворов. Значения электропроводности полученных волокон представлены в табл. 1.

П р и м е р 11. 100 мг волокна ВИОН АН-3 в Na⁺-форме пропитывают 3,5 ˙ 10^-3 М раствором сульфата меди в течение 2 ч, после чего волокно отфильтровывают и сушат на воздухе. 5 мг полученного волокна обрабатывают 5 мл 10^-3 М раствором сульфида натрия в течение 2 ч. Полученное волокно имеет σ_пост = 6,9 Ом^-1 ˙ см^-1.

П р и м е р ы 12-14. Волокно ВИОН АН-3 в Na⁺-форме обрабатывают по примеру 11 за исключением того, что изменяют концентрации обрабатывающих растворов. Свойства волокна приведены в табл. 2.

П р и м е р 15. 44,1 г волокна ВИОН КН-1 заливают 1,5 л 5% -ным растворов NaOH и оставляют на 1 ч при комнатной температуре. Затем волокно отделяют от раствора щелочи, отжимают и промывают дистиллированной водой до pH промывных вод 8-9, слегка подсушивают между листами фильтровальной бумаги и заливают 5 л 0,1 М раствором сульфата меди на 1,5 ч, после чего образец отжимают и помещают в 10^-2 раствор сульфида натрия (5 л) на 1,5 г. Затем волокно вынимают из сульфидного раствора, отжимают и сушат на воздухе. Полученное волокно имеет σ_пост = 950 Ом^-1x xсм^-1.

П р и м е р 16. 10 мг волокна ВИОН КН-1 в Na⁺- форме заливают 40 мл 5 ˙ 10^-3 М раствора CuSO₄ на 2 ч. Затем волокно отжимают, высушивают на воздухе и заливают 20 мл 5 ˙ 10^-3 М раствора Na₂S на 2 ч. Полученное волокно имеет σ_пост = 10,1 Ом^-1 ˙ см^-1.

П р и м е р 17. 10 мг волокна ВИОН КН-1 в Na⁺-форм заливают 40 мл 5 ˙ 10^-3 М раствора NiSO₄ на 2 ч. После просушки на воздухе волокно заливают 20 мл 10^-2 М раствора Na₂S на 24 ч. Полученное волокно имеет σ_пост = 2,5 ˙10^-1 см^-1.

П р и м е р ы 18-23. 10 мг волокна ВИОН КН-1 в Na⁺-форме обрабатывают по примеру 16 за исключением того, что используют смесь солей переходных металлов, изменяют концентрацию обрабатывающих растворов, объемное соотношение солей металлов и время обработки. Условия обработки и свойства полученного волокна приведены в табл. 3.

П р и м е р 24 (контрольный). 100 мг ВИОН КН-1 в Na⁺-форме заливают 50 мл 5x x10^-3 М раствором CuSO₄. Обработку осуществляют в течение 2 ч, фильтруют, отжимают и сушат на воздухе. Полученное волокно имеет σ_пост = 2,5 ˙ 10^-9 Ом^-1 ˙ см^-1.

П р и м е р 25 (контрольный). 100 мг волокна ВИОН КН-1 в Na⁺-форме заливают 100 мл 10^-3 М раствора Na₂S, оставляют на 2 ч, фильтруют, отжимают и сушат на воздухе. Полученное волокно имеет σ_пост = 6,6x x10^-8 Ом^-1 ˙см^-1.

П р и м е р 26 (сравнительный). 100 мг волокна ВИОН-КН-1 в Na⁺-форме обрабатывают раствором СuSO₄ концентрацией 100 г/л в течение 2 ч, фильтруют, отжимают и сушат на воздухе. Полученное волокно имеет σ_пост = 2.9 ˙ 10^-9 Ом^-1 ˙ см^-1.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать волокна с электропроводимостью в десятки раз более высокой (до 9 ˙ 10² Ом^-4 ˙ см^-1), и дает возможность регулировать ее в пределах нескольких порядков. (56) Бараш А. Н. и др. Модифицированные хемосорбционные волокна на основе сополимера акрилонитрила с 5-винил-2-метилпиридином. Химические волокна, 1988, N 1, с. 22-24.

Кац Б. М. и др. Сорбция паров карбоксилсодержащим ионообменным волокном в Cu⁺², Ni⁺² и Co⁺²-форме. Украинский химический журнал, 1984, т. 50, N 3, с. 257-260.

Использование: электроника, электротехника, радиотехника, в частности получение электропроводящих волокон. Сущность изобретения: обрабатывают хемосорбционное волокно, содержащее карбоксильные или азотсодержащие группы водным раствором солей переходных металлов или их смесью. Концентрации раствора 10^-1-10^-3M. Металлы выбраны из группы: медь, железо, кобальт, никель. Затем дополнительно обрабатывают 10^-2-10^-3 М водным раствором сульфида натрия. При обработке смесями солей используют смеси соли железа с кобальтом или медью в соотношении 1 3 : 2 4 или меди с кобальтом в соотношении 2 4 : 1 3. 3 табл.

1. СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ХЕМОСОРБЦИОННЫХ ВОЛОКОН пропиткой исходного волокна на основе сополимеров полиакрилонитрила в Na⁺-форме водным раствором сульфата переходных металлов, выбранных из группы: медь, железо, кобальт и никель, с последующей сушкой, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности, волокно пропитывают 10^-1 - 10^-3 М раствором указанных солей, а затем дополнительно обрабатывают 10^-2 - 10^-3 М водным раствором сульфида натрия. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пропитке подвергают хемосорбционное волокно, содержащее карбоксильные или азотсодержащие функциональные группы. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходное волокно пропитывают раствором смеси солей железа и кобальта или меди в соотношении 1 - 3 : 2 - 4 или меди и кобальта в соотношении 2 - 4 : 1 - 3.