聚吡咯/生物炭复合导电短纤维的制备及性能

摘要

羊毛作为一种被广泛应用的纺织原材料，在常规纺织加工过程中会产生大量的废弃羊毛。为实现废弃羊毛的高价值利用，以废弃羊毛为原材料采用高温碳化技术制备导电生物炭短纤维（BC）,并以此生物炭短纤维为基体材料，利用化学氧化聚合法与聚吡咯（PPy）复合制备聚吡咯/生物炭复合导电短纤维（PPy/BC）。探究碳化过程中碳化温度、保温时间等因素对羊毛碳化产物导电性能的影响。分析吡咯化学氧化聚合反应中单体吡咯（Py）、氧化剂FeCl₃·6H₂O、掺杂剂对甲苯磺酸（PTSA）浓度以及聚合反应时间对PPy/BC导电性能的影响。试验证明，通过羊毛碳化得到的生物炭短纤维电导率可达52.2 S/m,经过化学氧化聚合制备的PPy/BC的电导率最高提升至797.5 S/m。所制备的PPy/BC不仅可以为废弃羊毛的高值化利用开辟新途径，而且凭借其卓越的导电特性，在导电复合材料、功能性纺织品、新能源电池、电容器等前沿领域展现出广阔的应用前景。

关键词

生物炭 / 聚吡咯 / 导电材料 / 化学氧化聚合法 / 羊毛