Page 144 - 《精细化工》2019年第11期

第 36 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.36, No.11
2019 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2019

造纸化学品
低电阻率聚吡咯-碳纤维纸基复合材料的制备

1
4
1*
1
汤龙其 ，张国亮 ，王士华 2,3 ，郭 帅 2,3 ，戈林燕 ，龙 柱
（1. 江南大学 生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214122；2. 连云港市工业投资集团有限公司，
江苏 连云港 222002；3. 连云港纤维新材料研究院有限公司，江苏 连云港 222002；4. 浙江景兴纸业
股份有限公司，浙江 平湖 314214）

摘要：采用浆粕和碳纤维（CF）制备出碳纸前驱体，再把碳纸前驱体浸渍在含有吡咯(PY)和掺杂剂的混合溶液
中至饱和后，喷上氧化剂，制备了聚吡咯（PPY）-CF 纸基复合材料。探讨了不同的碳纸前驱体、不同种类的氧
化剂与掺杂剂和 PY 浓度对 PPY-CF 纸基复合材料体积电阻率的影响。结果表明,对比植物浆粕和 CF 制备的前驱
体，选用芳纶浆粕与 CF 制备的前驱体，在以过硫酸铵（APS）为氧化剂、蒽醌-2-磺酸钠（AQS）为掺杂剂、
PY 浓度为 0.75 mol/L 条件下，制备的 PPY-CF 纸基复合材料体积电阻率最低，为 0.152 Ω·cm。
关键词：碳纤维；聚吡咯；前驱体；电阻率；纸基复合材料
中图分类号：TB33；TS762.6 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 11-2292-05

Preparation of Low Resistivity Polypyrrole-Carbon

Fiber Paper-based Composites

2,3
1
1
TANG Long-qi , ZAHNG Guo-liang , WANG Shi-hua ,
1*
4
2,3
GUO Shuai , GE Lin-yan , LONG Zhu
（1. Key Laboratory of Eco-textiles, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China;
2. Lianyungang Industrial Investment Group Co., Ltd., Lianyungang 222002, Jiangsu, China; 3. Lianyungang Fiber
New Materials Research Institute Co., Ltd., Lianyungang 222002, Jiangsu, China; 4. Zhejiang Jingxing Paper Co., Ltd.,
Pinghu 314214, Zhejiang, China）
Abstract: Carbon paper precursor was prepared by using pulp and carbon fiber (CF) and then immersed in
a mixed solution containing pyrrole (PY) and a dopant to be saturated, followed by sprayed with an
oxidizing agent to prepare polypyrrole (PPY)-CF paper-based composites. The effects of different carbon
paper precursors, different types of oxidants and dopants and PY concentration on the volume resistivity of
PPY-CF paper-based composites were investigated. The results showed that the precursors prepared from
aramid pulp and CF were superior to those prepared from plant pulp and CF. When ammonium persulfate
(APS) was used as oxidant, sodium anthraquinone -2-sulfonate (AQS) was used as dopant and PY
concentration was 0.75 mol/L, the prepared PPY-CF paper-based composites had the lowest volume
resistivity of 0.152 Ω·cm.
Key words: carbon fiber; polypyrrole; precursor; resistivity; paper-based composites

碳纤维（CF）除具有高强高模、耐腐蚀性等优 价键相连接，导致 CF 表面活性基团少，不易被水
点 [1-2] ，还具有良好的导电性，因此 CF 导电纸材料 润湿，在水中易絮聚，分散性能较差，制备的纸张
应运而生。CF 导电纸是单独使用 CF 或使用 CF 与 匀度也较差 [4-7] 。聚吡咯（PPY）同其他导电聚合物
其他纤维为原料，通过湿法或干法制备的一类功能 类似，难于机械加工。但通过在基体（纸张或织物）
[3]
纸 。如需制备低电阻率的碳纸前驱体，其碳纸中 上沉积或涂覆 PPY 制备的复合材料可同时具备基体
[8]
含 CF 量需要较多。然而 CF 中 C—C 键以非极性共 的机械性能和聚合物的导电性能 ，这就克服了聚

收稿日期：2019-04-09; 定用日期：2019-05-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190291
作者简介：汤龙其（1996—），男，硕士生。联系人：龙柱（1966—），男，博士，教授，博士生导师，E-mail：longzhu@jiangnan.edu.cn。