[发明专利]一种石墨烯聚合物纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）以石墨烯材料和聚合物树脂的混合物作为芯层，水溶性聚酯切片作为皮层，纺制得到双组份复合纤维；

（b）所述双组份复合纤维去除表层的水溶性聚酯，即得高异形度导电石墨烯纤维；

步骤（a）中，所述芯层的制备方法为：聚合物树脂与石墨烯材料制得石墨烯母粒，所述石墨烯母粒和聚合物树脂混合作为芯层；

步骤（a）中，所述石墨烯母粒通过以下方法制备：

聚合物树脂切片与石墨烯粉体分别干燥后，加入偶联剂，聚合物树脂切片、石墨烯粉体与偶联剂混合，再加入分散剂，混合均匀，造粒即得；

步骤（a）中，所述偶联剂为聚碳酸酯；

步骤（a）中，所述混合是以转速为5000-15000 r/min，混合10-30 min；

步骤（a）中，所述分散剂为聚乙二醇；

所述石墨烯材料以粉体形式存在，所述粉体的平均粒径为30-300nm；

步骤（a）中，所述双组份复合纤维采用双组份复合熔融纺丝机进行纺制；喷丝板为复合皮芯双组份喷丝板，所述喷丝板的喷孔为三叶型、三角型、米字型中的任一种或多种；

步骤（a）中，所述偶联剂在所述石墨烯母粒中的含量为0.5 wt % -2 wt %，所述分散剂的添加量为所述偶联剂重量的2倍。

2.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯母粒中，石墨烯材料的质量分数为10%-50%。

3.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯母粒中，石墨烯材料的质量分数为20%-40%。

4.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯母粒中，石墨烯材料的质量分数为20%-30%。

5.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯材料包括石墨烯、氧化石墨烯及其衍生物的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯材料包括还原氧化石墨烯及其衍生物的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯材料为生物质石墨烯及其衍生物。

8.根据权利要求2所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述聚合物树脂切片干燥为：将所述聚合物树脂切片在100-120℃，干燥5-15h。

9.根据权利要求8所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯粉体干燥为：将所述石墨烯粉体在90-110℃，干燥8-15 h。

10.根据权利要求2所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述干燥均在真空转鼓干燥箱中进行。

11.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，所述混合采用捏合机进行。

12.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，所述石墨烯母粒与所述聚合物树脂的添加重量比为1:0.25-5。

13.根据权利要求1所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯母粒、所述聚合物树脂和所述水溶性聚酯切片在纺制前还进行干燥，干燥至含水率均≤30ppm。

14.根据权利要求2所述的石墨烯聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯母粒和所述聚合物树脂的干燥是在100-120℃，干燥5-15h。