[发明专利]一种石墨烯聚合物纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及纤维加工领域，特别涉及一种石墨烯聚合物纤维及其制备方法。一种石墨烯聚合物纤维的制备方法，包括以下步骤：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；双组份复合纤维去除表层的水溶性聚酯，即得。该方法以石墨烯材料和树脂作为芯层，水溶性聚酯切片作为皮层，纺制，再经过水溶处理技术去除皮层，制备高异形度导电石墨烯纤维，方法简便易行，制备出来的纤维，具有异形度高，增强了纤维对汗液的虹吸效应，采用此纤维制备的织物手感柔软、舒适干爽；导电性强；抗菌抑菌；吸湿排汗等特点。由此纤维制备的织物实现了单根纤维的多功能复合，极大增加了产品附加值。

技术领域

本发明涉及纤维加工领域，具体而言，涉及一种石墨烯聚合物纤维及其制备方法。

背景技术

导电纤维通常是指在标准状态下(20℃、65％相对湿度)电阻率小于10⁷Ω·cm的纤维，此纤维具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下广泛应用于工业和民用领域。导电纤维的抗静电机理是使纤维之间产生电晕放电，当静电压达到一定值后，即产生无火花的电晕放电使静电消除。目前，抗静电织物多采用复合纺丝技术将导电物质加入到纤维中，使纤维兼具优良的加工性能和导电性能。

石墨烯是由厚度为单个碳原子组成的二维片层材料。特殊的片层结构，使的石墨烯具有优异的导电、导热、抗菌抑菌以及机械性能等。石墨烯的电阻率极低，电子迁移速度快，因此用于制作新一代导电性能优异的电子元件。同时，石墨烯特殊的片层结构可以有效的破坏细菌细胞壁，使细菌的RNA外泄，从而使细菌失活，起到抗菌抑菌的作用。石墨烯优异的特性，使其在纺织领域有了较为广阔的应用，将少量的石墨烯加入到纤维中，就可以起到良好的导电、导热、抗菌、促进血液微循环、远红外保健等功能，极大地促进了纺织产业的发展。

专利CN105525381A公开了一种石墨烯复合聚酯纤维，所述聚酯纤维中含有石墨烯；所述石墨烯是通过碳纳米结构复合物的形式引入；所述碳纳米结构复合物中包括石墨烯，以及SP3杂化结构的碳。本发明专利提供的含有石墨烯复合纤维的制备方法无需对碳纳米结构的复合物进行改性，降低成本，简化了工艺流程，实现了碳纳米结构与聚酯复合工艺与常规聚酯母粒和纺丝工艺的无缝对接。

专利CN105002595A公开了一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维及其制备方法。本发明纤维包括A组分、B组分，以部分外漏型、并列型或皮芯型相结合，且每个纤维外表面积的20～100％B组分。该方法是将0.1～1wt％部分还原石墨烯的聚酯和含4～20wt％的含部分还原石墨和TiO₂的纳米复合填料的聚酯结晶、干燥后进行熔融复合纺丝，然后在80～160℃下牵伸、松弛热定型即可。本发明所得纤维可以在较高纺丝速度下生产，生产效率高；具有较低单丝纤度、较高强度和较低电阻率，满足抗静电要求；同时具有抗菌和阻燃性能，因而具有良好的应用前景。

专利CN105603568A公开了一种改性中空棉及其制备方法。本发明通过物理方法实现了石墨烯颗粒在涤纶基材中的均匀分散，将石墨烯引入到中空棉中，尤其是将生物质石墨烯引入到中空棉中，使得改性后的中空棉具有低温远红外功能，其远红外法向发射率在0.85以上；抗菌性能大于90％以上，且保温性能和透气性均表现优异，生物质石墨烯含量1.4％时保温率与白鸭绒相当，在90％左右，但是透气率在240mm/s左右，远高于鸭绒。

专利CN106367836A公开了一种中空生物质石墨烯聚酯纤维的制造方法，所述生物质石墨烯聚酯纤维，以生物质石墨烯母粒和聚酯切片经干燥，采用异形喷丝板经纺丝、牵伸而制备的截面为中空型的石墨烯聚酯纤维。由此纤维纺制的面料具有吸附异味、远红外、抗菌抑菌、防静电以及中空纤维的保暖、蓬松的功能。所制备的纤维经测试，纤维异形度>8％，抑菌率>92％，比电阻<6×10⁷Ω·cm。