酸性共溶剂制备高长、羧基化汉麻纤维用于柔性导电传感

摘要

汉麻纤维因其较高的力学强度、透气性、抑菌等优良性能被广泛用于纺织原料中。脱胶是从汉麻中直接提取纤维的必要步骤，但传统脱胶方法在低成本、绿色环保和高纤维质量等方面无法较好协调。本研究合成由氯化胆碱、柠檬酸和过氧化氢组成的低成本、环保的酸性共溶剂，在温和条件下提取高长、高强、羧基化的汉麻纤维，并从脱胶效率、纤维素聚合度、羧基化程度等方面分析该酸性共溶剂的协同机理以及所制备的汉麻纤维的性能；进一步通过气相沉积技术，促使吡咯单体在汉麻纤维基底上进行聚合，成功合成柔性导电传感纤维材料。实验结果表明，该酸性共溶剂在80℃下对汉麻处理1 h后，木质素的脱除率高达86%，获得长达1 m、聚合度为2 536、羧基化含量为0.30 mmol/g、拉伸强度为500 MPa的汉麻纤维；与碱处理相比，该体系更加温和高效，并在脱胶的同时实现对汉麻纤维的羧基化改性。此外，用该方法制备的汉麻纤维，其聚吡咯负载量可达43.85%，电导率为9.6 mS/m，在不同压力作用下电阻变化明显；与碱处理相比，聚吡咯负载量提高30%，导电性能显著提高31倍。研究结果证明该类绿色酸性共溶剂在温和条件下能够高效制备高质量纤维，并极大扩展了汉麻纤维在柔性织物导电传感方面的应用潜力。

关键词

汉麻纤维 / 共溶剂 / 聚合度 / 羧基化 / 导电传感

基金资助

国家自然科学基金（32101463）; 中央高校基本科研业务费（2572023CT04）