有機導電纖維的研究進展

周 儀，張仁樂，吳德雯，佘 雪，夏 鵬，陸 玲，曾建玲

(江蘇省紡織研究所股份有限公司，江蘇 無錫 214024)

一般將在標準狀態(tài)下(環(huán)境溫度20 ℃，相對溫度65%)，電阻率小于107Ω·cm的纖維稱為導電纖維[1]。導電纖維是功能性纖維的一個重要品種，在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)及國防軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應用，主要用于電子信號的傳導，以及防止靜電的產(chǎn)生及電磁波干擾等。近年來，導電纖維的品種不斷豐富，應用領(lǐng)域進一步拓寬，在電子紡織品、智能可穿戴、醫(yī)療保健、新型電池及超級電容等新型元器件等方面都取得了迅速發(fā)展。

導電纖維按材質(zhì)可分為金屬導電纖維，無機導電纖維及有機導電纖維。有機導電纖維主要有本征型導電纖維及復合型導電纖維(包括共混型導電纖維、涂敷型導電纖維、鍍覆型導電纖維和化學反應型導電纖維等)。有機導電纖維是以有機材料作為纖維基體材料的一類導電纖維，由于有機材料普遍具有電阻率高，導電性差等特點，特別是成纖聚合物對材質(zhì)有進一步的要求，更難以形成導電纖維。為提高有機導電纖維的導電性，目前主要從兩個方面進行了研究，一是采用具有良好導電性的本征聚合物進行紡絲成纖；二是采用導電材料與成纖聚合物或有機纖維進行復合形成導電纖維。作者重點綜述了近年來有機導電纖維的研究進展，為確定進一步研究方向提供參考。

1 本征型導電纖維的制備技術(shù)

本征型導電纖維主要是由本征導電高分子組成，而本征導電高分子多為共軛體系高分子，是指由共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的小分子發(fā)生聚合反應所制備的導電高分子[2]。常見的共軛體系高分子主要有聚乙炔(PPV)、聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)及其衍生物等。共軛體系高分子的分子鏈剛性較大，不溶且不熔，直接紡絲難度較大。如研究最為廣泛的聚苯胺系導電纖維，將聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮 (NMP)、二甲基丙烯脲 (DMPU)、濃硫酸等溶劑中，所制紡絲液進行直接紡絲，但紡絲條件苛刻，還涉及溶劑回收，環(huán)境保護等問題，影響規(guī)?；茝V應用，后雖通過摻雜、修飾及采用聚苯胺衍生物等方法進行改進，但產(chǎn)業(yè)化難度較大。

此外較多的研究則采用了PANI與聚合物共混紡絲技術(shù)，此方法包括熔體紡絲、濕法紡絲及近些年發(fā)展的靜電紡技術(shù)；也有在紡絲液中加入苯胺單體，通過原位聚合的方式紡絲制成聚苯胺復合纖維；還有在纖維表面進行涂覆或聚合的方式制備聚苯胺復合纖維[3-4]。王鵬等[5]介紹了近年來研究比較熱門的聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT/PSS)導電纖維的研究進展，研究表明PEDOT/PSS導電纖維的純紡技術(shù)相對比較成功，但該研究在逐步減少，而復合、共混等技術(shù)越來越多地被重視。李凱楠等[6]研究了采用原位合成方法，在芳綸Ⅲ表面分別負載了以磷酸(PHA)和草酸(OA)摻雜的PPy，由此制備復合導電纖維，纖維電導率可達10-1S/cm級別，在8～12 GHz的頻率范圍內(nèi)具有良好的吸波性。

本征型導電纖維直紡產(chǎn)品在超級電容、太陽能電池、超濾材料、發(fā)光元器件、傳感器等方面頗具前景，但目前的研究在紡絲溶液和凝固浴的配制、紡絲工藝及溶劑回收處理等技術(shù)層面未有重大突破。近年來該領(lǐng)域研究的熱點多為共混、復合、原位聚合等技術(shù)，隨著靜電紡技術(shù)的發(fā)展，為本征型導電纖維的直紡提供了新的方法，特別是靜電紡PTh、PPy、PANI納米導電纖維組成的復合材料[7]。

2 復合型導電纖維的制備技術(shù)

2.1 共混型導電纖維

共混型導電纖維是指將導電材料與成纖聚合物進行共混，制成復合導電材料或?qū)щ娔噶?，之后再與成纖聚合物共混或直接紡絲形成的導電纖維，或與其他成纖聚合物進行復合紡絲制成的復合導電纖維。早期由于導電炭黑成本相對便宜而且獲取方便，以導電炭黑為導電材料的相關(guān)研究相對較多，近年來隨著碳納米管(CNTs)、石墨烯納米片(GNPs)等新型碳系導電材料的發(fā)展，為導電纖維的開發(fā)提供了新的思路。這些新型碳系導電材料的加入，在達到同等導電性的同時，添加量相比原來的炭黑導電材料小很多，特別是復合導電材料的加入更有利于閾值的降低，有利于提高纖維的力學性能。丁長坤等[8]采用羧基化的多壁碳納米管(MWCNTs·COOH)為導電材料，以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為基材制備共混型導電纖維，研究表明當MWCNTs·COOH質(zhì)量分數(shù)低于1.0%時，可紡性較好，初生纖維的導電閾值在0.5%～1.0%，比傳統(tǒng)導電炭黑低很多。楊陽等[9]通過將多壁碳納米管(MWCNTs)與聚氨酯(PU)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液中共混，獲得MWCNTs/PU紡絲原液，采用模擬干法紡絲技術(shù)，制備了MWCNTs/PU導電纖維，纖維斷裂伸長率從0上升至100%后，電導率從2.5×102S/m逐漸下降到 3.6×10-4S/m。鄒勃[10]以GNPs為導電材料，通過共混法制備PP共混導電纖維，當GNPs質(zhì)量分數(shù)為8%時，纖維電導率為4.31×10-7S/cm，該方法所制導電纖維具有良好的耐洗滌性，但其力學性能欠佳。T.H.LIM等[11]采用熔體紡絲工藝制備共混型PP導電纖維，當在以銀(Ag)為主要導電材料的體系中加入單壁碳納米管(SWCNTs)后，可以大幅降低填充導電材料的閾值，當Ag質(zhì)量分數(shù)為46%和SWCNTs質(zhì)量分數(shù)為4%時所制的PP復合纖維最佳，此時纖維的電導率為(4.1～7.2)×10-2S/cm。張紹貽[12]制備了聚己內(nèi)酰胺(PA 6)/CNTs共混導電單絲，當炭黑母粒質(zhì)量分數(shù)為40%，CNTs母粒質(zhì)量分數(shù)為30%，PA 6質(zhì)量分數(shù)為30%時，導電單絲的導電性能和力學性能好，其電阻率為4.2×105Ω·cm，斷裂強度為12.2 cN/tex，斷裂伸長率為12.3%。丁丹寧等[13]采用聚離子液體P(MIMH-AD)作為導電炭黑的分散劑，并由此制備導電聚乙烯纖維，研究表明聚離子液體P(MIMH-AD)不僅在水溶液中可以有效分散炭黑，在熔融狀態(tài)下也可以通過π-π的相互作用使炭黑在導電母粒中均勻分散；制備的導電初生纖維經(jīng)拉伸后，斷裂強度提高約5倍，達到109 MPa,斷裂伸長率達到124%,電阻率提高至400.4 Ω·m，力學性能得到提高的同時，具有良好的導電性能。

采用傳統(tǒng)共混技術(shù)生產(chǎn)導電纖維技術(shù)簡單、成本較低，但在導電性與力學性方面目前還難以統(tǒng)一，為了克服這一的缺陷，很多研究都采用雙組分復合紡絲技術(shù)紡制導電纖維，由該技術(shù)生產(chǎn)的導電纖維綜合性能相對較好，也是目前市場上產(chǎn)業(yè)化導電纖維的主要生產(chǎn)方式。陳楓等[14]公開了以氧化石墨烯(GO)為芯層材料，以耐高溫可濕法紡絲的聚合物作為皮層材料，通過高溫熱還原的方式還原芯層GO，使用該方法所制得的導電纖維電導率最高可達104S/m以上，并且纖維具有良好的力學性能。李萬超等[15]設計了一種面向芯鞘型纖維的濕法紡絲裝置，紡出芯部為純PU，鞘部為炭黑/PU復合材料的彈性導電纖維，該纖維具有良好的彈性、導電性和耐疲勞性能。

為解決傳統(tǒng)碳系導電纖維顏色偏深的問題，近年來多采用包覆二氧化鈦(TiO2)為導電材料取代碳系導電材料，鄧倩倩等[16-17]研究了采用氧化錫、銻包覆的TiO2為導電粉體制備聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)導電母粒，進而紡制單組分單絲，當導電TiO2質(zhì)量分數(shù)達65%時，單絲體積電阻率達4.52×102Ω·cm。GAO C X等[18]采用聚(3-羥基丁酸-co-4-羥基丁酸)為基材，導電材料采用導電性銻摻雜氧化錫包裹的TiO2納米顆粒(ATO@TiO2NPs)，通過干濕法紡絲工藝制備彈性導電纖維，在420%的應變范圍內(nèi)，纖維的可逆性形變和導電性良好。唐曉峰等[19]公開了TiO2納米管與錫鹽、銻鹽在堿性溶液中共沉淀反應，經(jīng)煅燒后制備導電TiO2納米管，并通過添加硅烷偶聯(lián)劑等進行改性，再以改性過的導電TiO2納米管為導電材料制備導電母粒，以此導電母粒為導電組分制備雙組分復合導電纖維，測得纖維的電阻率為2.1×107Ω·cm，斷裂強度為3.26 cN/dtex。延亞峰等[20]研究了采用白色導電TiO2制備導電母粒，通過熔融紡絲技術(shù)制備共混型導電纖維和三葉復合型導電纖維，研究表明在纖維中導電TiO2相同的情況下，三葉復合型導電纖維在纖維強度和體積電阻率方面具有明顯的優(yōu)勢。此外彭慧勝等[21]公開了采用了咪唑類、吡啶類等離子液體作為導電組分與聚酯型聚氨酯在溶劑中進行復合，制備得到性質(zhì)均勻、穩(wěn)定，并且可紡的透明導電原料，通過熔融紡絲工藝紡制得到透明導電纖維；通過將透明導電纖維與涂有發(fā)光活性層的導電纖維進行編織，在纖維搭接點處形成發(fā)光像素點，構(gòu)成織物顯示器，以此制作成可穿戴顯示設備。白色或淺色導電纖維的成功開發(fā)，可以擴大導電纖維在民用領(lǐng)域中的應用，避免深色導電纖維難以被掩蓋，色彩和風格單一等現(xiàn)象。此外，近年來彈性導電纖維的研究相對較多，這與彈性導電纖維在智能可穿戴紡織品方面的應用需求密切相關(guān)。

共混型導電纖維是目前開發(fā)和應用最為成熟的導電纖維，特別是復合紡絲技術(shù)生產(chǎn)的導電纖維有很多產(chǎn)品已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。但此類導電纖維目前還存在電阻率相對較高，在實際產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品中很難低于105Ω·cm，而且顏色較深，應用受限，目前主要用于對靜電敏感的工業(yè)領(lǐng)域，制作工作服及相關(guān)輔材。預計隨著CNTs、GNPs等新型導電材料的應用技術(shù)逐步成熟，噴絲組件的優(yōu)化和紡絲技術(shù)的提高，纖維的電阻率會有一定程度的降低，纖維的顏色也會逐步變淺。

2.2 涂敷型導電纖維

涂敷型導電纖維是指將導電材料與黏合劑混合后涂覆在纖維表面后形成的導電纖維。隨著黏合劑中溶劑的揮發(fā)，導電材料的單位濃度不斷提高，可以形成較多的導電通路，因此涂覆型復合導電纖維的電阻率相對會低一點。且由于采用了現(xiàn)有纖維材料為基材，導電纖維的力學性能相對較好。

通常用于涂覆的基體纖維材料以滌綸、錦綸為主，而導電材料則以碳系導電材料為主。邱少龍[22]研究了以導電炭黑為導電材料，通過溶解涂覆法制備滌綸導電纖維，纖維的電阻率為 1.8×103Ω·cm，斷裂強度和斷裂伸長率基本能保持原纖維的力學性能，且具有良好的耐洗滌性。胡海青[23]以聚酰胺66(PA 66)纖維為基材，分別利用CNTs及GNPs/CNTs對PA 66纖維進行表面接枝，當GNPs與CNTs質(zhì)量比為2:1時，纖維的電導率可達10-2S/cm，但接枝的均勻性較差。劉桐博等[24]同樣以PA 66纖維為基體，通過對纖維進行超聲浸潤的導電處理方法得到了含MWCNTs的PA 66導電長絲，當分散混合液中甲酸體積分數(shù)為65%，MWCNTs質(zhì)量濃度為3 g/L時，得到的MWCNTs/PA 66導電纖維的電導率可以達到2.33 S/m，并且該導電纖維具有良好的耐水洗性能和力學性能。宋非等[25]以44 dtex氨綸為原料，采用GO和殼聚糖(CS)分散的MWCNTs基于靜電層層自組裝的方法，在氨綸表面進行交替涂覆處理，然后采用水合肼還原GO，制備了導電氨綸；當CS與MWCNTs的質(zhì)量比為15:1時，MWCNTs的分散效果最好，采用水合肼作為還原劑可將GO還原為石墨烯；采用GO和CS/MWCNTs分散液交替涂覆6次時，制備的導電氨綸具有良好的導電性能及優(yōu)良的應力傳感性能，其應變?yōu)?0%時的應變系數(shù)為110，且經(jīng)過1 000次循環(huán)拉伸后仍具有穩(wěn)定的電信號響應；此外，導電氨綸還具有良好的耐水洗性能，且導電涂層不影響氨綸的熱穩(wěn)定性。

近年來隨著導電纖維在智能紡織品中的應用不斷擴大，對導電纖維提出了更高的要求，導電纖維作為傳感器接收因纖維形變所帶來的電阻值的變化，以此來感應外界的動作，這類研究多以彈性纖維為主要研究對象。謝曉旭等[26-27]利用簡單浸漬涂覆的方法制備了夾心結(jié)構(gòu)的熱塑性聚氨酯/單壁碳納米管-還原氧化石墨烯/聚氨酯(TPU/SWCNTs-RGO/PU)復合導電纖維，用這種復合導電纖維制成的傳感器具有超高的靈敏度和較大的可用應變范圍，可用于動物和人體運動的監(jiān)測，在智能可穿戴領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。孫奉強[28]制備了GNPs涂層PU導電纖維，纖維具有很高的斷裂伸長率，低模量斷裂強度(30 MPa)，最大可逆電響應范圍高達815%，在300%拉伸倍數(shù)下導電纖維的應變不靈敏系數(shù)高達11.26，這在實際應用中方便信號的穩(wěn)定傳輸。柳玉波等[29]公開了采用CNTs/GNPs與阻燃劑等混合通過浸涂、印染技術(shù)等在單根纖維的表面形成導電涂層，由該方法所制成的高彈導電纖維電阻率可達到100～900 Ω·cm，且單根纖維電阻率差可控制在50 Ω·cm以內(nèi)，電阻穩(wěn)定性高，拉伸回彈電阻變化率小于5%，干摩擦附著力達到標準GB/T 3920—2008等級評價3級。

此外，在要求導電纖維電阻相對穩(wěn)定的領(lǐng)域，對纖維的蠕變、彈性及伸長率有一定的要求，導電纖維的基體材料開始轉(zhuǎn)向芳綸等剛性較大的纖維。CAO C等[30]研究了利用還原氧化石墨烯納米片組成的涂層，在氫鍵和π-π堆疊作用的引導下，在纖維表面自組裝。由該技術(shù)所制作的石墨烯功能化的芳綸的抗拉強度顯著提高，具有較高的電導率，即使在100次循環(huán)后也保持了99%的電導率。

涂覆型復合導電纖維通常相對共混型導電纖維的電阻率要低1到3個數(shù)量級，且電阻波動較小，因此受到業(yè)界的重視。目前該類導電纖維多個產(chǎn)品實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，被應用在一些要求更高的導電和防靜電領(lǐng)域。但該類導電纖維普遍存在表面導電層脫落的傾向，導致在耐久性和耐化學藥品方面存在一定的風險。由于該類導電纖維的制備具有可操作性強，工藝相對簡單的特點，特別在開發(fā)彈性導電纖維和感應性導電纖維方面具有一定的優(yōu)勢，近年來在這方面的研究相對較多。

2.3 鍍覆型導電纖維

鍍覆型導電纖維是指采用真空鍍、濺射、化學鍍、電鍍、物理沉積和化學沉積等方法將導電材料覆蓋到纖維表面得到的一類導電纖維。由于纖維表面的導電材料純度相對較高，而且覆蓋較為緊密，連續(xù)性好，此類纖維的電阻率很低，幾乎接近于純導電材料或?qū)щ娋€。由于此類導電纖維同樣采用了現(xiàn)有纖維材料為基材，纖維的機械性能相對較好。

GAO Q H等[31]研究了采用電子束連續(xù)輻射誘導接枝聚合(EB-RIGP)工藝，將聚丙烯酸錨定在超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)纖維表面，然后接枝纖維吸附銀離子，并置于鍍浴中進行化學沉積銅，生成導電纖維。采用該方法所制得的導電纖維的電阻率可低至1.40×10-5Ω·cm，力學性能幾乎未變，且具有良好的耐久性。宮玉梅等[32]則以PET纖維為基材，經(jīng)除油和粗糙化后，表面浸涂氧化銦錫(ITO)溶膠，經(jīng)熱處理在纖維表面形成ITO層，再經(jīng)氯化亞錫(SnCl2)溶液敏化后，進行化學鍍銀以此獲得表面為Ag/ITO復合導電層的PET導電纖維，經(jīng)測定該纖維電阻率可低至0.21 mΩ·cm，斷裂強度比原纖維下降約14%。詹淋中等[33]研究了以芳綸為基體纖維進行鎳-銀(Ni-Ag)雙金屬層復合鍍制備金屬化有機導電纖維，研究表明該纖維鍍層表面均勻平整，連續(xù)性較好，完整且致密，纖維的電阻率可達到0.92×10-7Ω·cm，且具有很好的表面金屬層黏結(jié)性和耐酸堿腐蝕性。Y.KIRAN等[34]采用濕法紡絲技術(shù)制備了在內(nèi)壁沉積有銀納米線(AgNWs)的PU中空纖維，纖維的最高電導率可達1.52×104S/cm，即使在100%的應變下，也保持較高的電導率，并在重復循環(huán)中保持穩(wěn)定。Q.YUMNA等[35]研究了尼龍鍍銀導電纖維的應變響應性能，結(jié)果表明銀鍍層超過2%的尼龍鍍銀導電纖維具有良好的導電響應性，可以作為良好的傳感器材料。CHO H J等[36]介紹了利用超臨界流體在纖維上鍍金屬用于制造高導電性纖維的方法，研究了先用酸、堿和氧等離子體對Lycolell纖維表面進行前處理以提高纖維和金屬間的結(jié)合力，再用含有鈀催化劑的二氧化碳超臨界(scCO2)浴進行預處理，最后進行化學鍍銅，研究表明在溫度為150 ℃，壓力為15 MPa 的scCO2環(huán)境下預處理60 min，最后所制導電纖維的最高電阻率可達1.986×10-4Ω·cm，并具有良好的耐磨性和耐洗滌性，該產(chǎn)品主要用于智能紡織品。

鍍覆型導電纖維的電阻率可低至接近金屬的電阻率，而且電阻的波動很小，不僅可用于防靜電產(chǎn)品，更可廣泛應用于電磁波屏蔽領(lǐng)域。這類產(chǎn)品中開發(fā)最為成功的鍍銀纖維、鍍銅纖維等品種，都具有良好的抗菌和抑菌效果，因此也廣泛地用于抗菌產(chǎn)品。隨著這類產(chǎn)品耐化學藥品和穩(wěn)定性的進一步提高，將成為柔性導線和柔性傳感器開發(fā)的熱門研究方向，以及智能紡織品研究的熱點材料。

2.4 化學反應型導電纖維

化學反應型導電纖維是指采用化學試劑與纖維基材進行化學反應形成導電化合物、絡合物等而制備的導電纖維。該類導電纖維大多以腈綸為主的現(xiàn)有纖維材料為基材，化學試劑與特定基團進行反應形成導電層。早在20世紀80年代國內(nèi)就已成功開發(fā)出了此類導電纖維，由于其耐久性一直未能很好解決，這些年來對此類纖維的研究開發(fā)還在不斷進行。范永輝等[37]研究了以聚丙烯腈(PAN)短纖維為基材，通過還原硫酸銅制備腈綸基金屬絡合導電纖維，纖維電阻率可達101～105Ω·cm。黃沅輝[38]采用化學水浴法在純PAN纖維上沉積了硫化銅，研究認為制備PAN導電纖維最合適的條件為：絡合劑的濃度5 mg/mL，反應溫度95 ℃，反應時間135 min，硫酸銅濃度為25 mg/mL。郭立新[39]以腈氯綸為基材，通過在反應體系中添加鈧和釔等稀土元素來提高導電纖維的耐久性，所制成的阻燃導電纖維的極限氧指數(shù)(LOI)為27%，表面電阻為3 Ω，還具有良好的抗菌性能。陶文祥等[40]在紡絲液中添加銅離子，通過濕法紡絲技術(shù)成功開發(fā)出了腈綸基導電纖維，所制備的導電長絲斷裂強度高于3.8 cN/dtex，斷裂伸長率高于15%，電阻率為10-2～102Ω·cm，且導電纖維持久性提升，同時面料的抑菌率可達99%。胡繼月等[41]研究了采用二步法制備的銅-鎳復合PAN導電長絲(簡稱PAN-Cu@Ni導電長絲)的導電性能比一步法制備的要好；最佳制備工藝條件為：硫酸銅質(zhì)量濃度15 g/L，硫酸鎳質(zhì)量濃度2 g/L，pH值為3，浸漬溫度85 ℃，浸漬時間30 min，在此條件下制得PAN-Cu@Ni導電長絲的電阻率為0.226 Ω·cm，導電層致密均勻，在空氣中放置180 d，電阻率幾乎無變化，耐皂洗較好。諸金等[42]研究了一浴法制備導電PAN纖維的適宜工藝，研究表明當硫酸銅質(zhì)量濃度15 g/L、硫代硫酸鈉質(zhì)量濃度15 g/L、浸漬溫度85 ℃、浸漬時間30 min，制得的導電PAN纖維電阻率達到了0.07 Ω·cm，導電PAN纖維表面覆蓋一層均勻的硫化銅晶體；導電PAN纖維具有長時間放置的穩(wěn)定性。

除腈綸基導電纖維外，如王鋒[43]通過對滌綸進行粗化處理、吡咯單體溶液浸泡前處理、PPy導電層、化學鍍五硫化九銅(Cu9S5)的工藝流程制備了Cu9S5/PPy雙鍍層滌綸導電纖維，與單鍍層的PPy滌綸導電纖維相比，其電導率提高近20倍，電阻率最低可達到6.1×102Ω·cm，但該方法所制得的導電纖維的耐化學性較差。張玉嬌等[44]研究了利用聚吡咯對共混絲素PBT復合纖維改性來制備聚吡咯/共混絲素/聚對苯二甲酸丁二醇酯(PPy/SF/PBT)復合導電纖維，纖維電導率可達到1.02×10-2S /cm，力學性能幾乎不受影響。

目前在這一領(lǐng)域內(nèi)研究最為成功的是Cu9S5/腈綸體系的產(chǎn)品，此產(chǎn)品雖已產(chǎn)業(yè)化數(shù)十年，但由于其耐候性、耐化學藥品性及產(chǎn)品顏色等方面存在缺陷，未能大規(guī)模推廣。近年來隨著耐久性的逐步改善，并具有良好的吸波性和抗菌性，其產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)應用方面有一定的發(fā)展，特別是在國防軍工方面被逐步認可。未來在電磁波屏蔽，偽裝網(wǎng)、反偵察涂料等領(lǐng)域可充當良好的吸波材料。

3 結(jié)語

近年來各類有機導電纖維都有不同程度的發(fā)展，可以從以下幾個方面對有機導電纖維的發(fā)展進行評價：按技術(shù)成熟度依次為共混型導電纖維、涂敷型導電纖維、鍍覆型導電纖維、化學反應型導電纖維、本征型導電纖維；電阻率由高到低依次為共混型導電纖維、涂敷型導電纖維、化學反應型導電纖維、本征型導電纖維、鍍覆型導電纖維；產(chǎn)品穩(wěn)定性由高到低依次為共混型導電纖維、涂敷型導電纖維、鍍覆型導電纖維、化學反應型導電纖維、本征型導電纖維。

各類有機導電纖維的市場的占有率和應用情況基本反應了它們的成熟度關(guān)系，共混型導電纖維技術(shù)相對成熟，穩(wěn)定性較好，但電阻率偏大，目前廣泛應用于防靜電面料、防靜電工作服等產(chǎn)品；涂敷型導電纖維由于具有更好的電阻率，相同情況下可以有效減少共混型導電纖維的使用量，因此多用來制作更高要求的防靜電面料、防靜電工作服等產(chǎn)品，特別對于點對點電阻要求較高場合的產(chǎn)品；鍍覆型導電纖維由于具有更低的電阻率，在防靜電領(lǐng)域應用受限，主要用于制作導通紗線和面料等，但可廣泛應用于電磁波輻射屏蔽材料以及抗菌類產(chǎn)品之中，但其耐化學藥品性還需進一步提高；化學反應型導電纖維由于纖維表面的導電層受化學藥品、環(huán)境等因素影響較大，并具有一定的發(fā)塵性，多用于產(chǎn)業(yè)用紡織品，如粉塵過濾的濾布、防電磁波的吸收材料及抗菌產(chǎn)品等；本征型導電纖維由于目前大多處于研發(fā)階段，其技術(shù)手段和生產(chǎn)方法停留在實驗室階段，還未見有產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品銷售，未來可應用于先進元器件等新型產(chǎn)品。

導電材料由傳統(tǒng)的導電炭黑向CNTs、GNPs方面發(fā)展；金屬導電材料也由銀、銅向銀納米線、銅納米線等方面的發(fā)展。特別是復合導電材料的使用，可以進一步提升有機導電纖維的導電性和力學性能，擴大其應用范圍。

應用于防靜電領(lǐng)域的傳統(tǒng)導電纖維開始向差別化、功能化方向發(fā)展，阻燃導電纖維、抗菌導電纖維的出現(xiàn)，使得導電纖維具有更多的功能，以便提高市場競爭力。其次導電纖維的淺色化，白色化發(fā)展還在不斷地推進，雖然產(chǎn)品性能和制造方法在不斷地改進，但在性能上要趕超碳系有機導電纖維還需很長的路要走。

隨著新型電池、超級電容、智能紡織品及可穿戴紡織品的不斷發(fā)展，對有機導電纖維提出了更高的要求，要求更高的纖維強度、更小的纖維細度、更高的電導率、更好的耐候性、更好的彈性和柔韌性，以及具有較好的刺激感應等功能，這些新型有機導電纖維不斷被開發(fā)出來，一些新的生產(chǎn)加工方式也在不斷產(chǎn)生，將成為新型有機導電纖維研究開發(fā)的熱點。