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本文聚焦电子纺织品（e-textiles）领域，报道了一种通过湿法纺丝制备聚氨酯（PU）与聚吡咯纳米管（PPyNTs）复合导电纤维的创新研究。该研究系统比较了不同形态聚吡咯纳米结构（PPyNPs与PPyNTs）对纺丝流体流变学、纤维可纺性、力学性能及导电性的影响，显著实现了高导电性（0.21 S/cm）与高拉伸性的统一，为可穿戴健康监测设备提供了可靠的柔性连接线材解决方案。

　　

Highlights

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  使用聚吡咯纳米管（PPyNTs）显著提高了聚氨酯（PU）复合纤维的导电性能。
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  PPyNTs在相同添加量下比PPyNPs带来更高的剪切稀化行为与更好的流变特性。
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  含12 wt% PPyNTs的纤维导电率达0.21 S/cm，远超PPyNPs复合纤维（8.6×10^?8 S/cm）。
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  复合纤维表现出优异的机械性能和变形稳定性，适用于可穿戴电子纺织品。

Materials

吡咯（Pyrrole）、六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）、甲基橙（Sodium 4-{[4-(dimethylamino)phenyl]diazenyl}benzene-1-sulfonate）、丙酮、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、热塑性聚氨酯（TPU，Estane 58887）以及导电银环氧胶均按原样使用。

Synthesis of poly(pyrrole) nanostructures

聚吡咯纳米颗粒（PPyNPs）和聚吡咯纳米管（PPyNTs）是通过化学氧化聚合法合成。具体而言，PPyNTs是在甲基橙存在下通过吡咯单体的氧化聚合制备而成，该方法可形成具有高长径比的纳米管状结构。

Results and Discussion

图2（a和b）展示了所合成的PPyNPs和PPyNTs的Fe-SEM图像。PPyNPs呈近似球形，直径约100–200 nm，且存在团聚现象；PPyNTs则为各向异性的长管状结构，直径60–90 nm，长度可达数微米。压片状态下测得的PPyNPs和PPyNTs的体积电导率分别为17 ± 0.2 S/cm 和 90.9 ± 0.6 S/cm。透射电镜（TEM）分析进一步证实了其纳米结构的形貌特征。

Conclusions

本研究成功合成了PPyNPs与PPyNTs，并将其作为导电填料用于制备聚氨酯基导电复合纤维。PPyNTs因其高长径比和更优的导电性，在相同添加量下显著提高了纤维的可纺性、力学性能与电导率。最高电导率达0.21 S/cm（12 wt% PPyNTs），且纤维在重复形变下仍表现出良好的稳定性，有望应用于可穿戴电子纺织品中的连接导线。