[发明专利]一种改性涤纶纤维生产方法

说明书

技术领域

本发明属于纤维制品生产领域，具体涉及一种改性涤纶纤维生产方法。

背景技术

导电纤维的研制始于20世纪60年代，导电纤维通常是指在标准环境下(温度20℃，湿度65％)，比电阻低于107Ω·cm。其发展历程大致包括4个阶段：金属纤维、碳纤维及含碳黑复合聚合物的复合型导电纤维，含有金属盐的导电纤维，导电高聚物导电纤维。虽然导电纤维得到了长足的发展，但也存在着一定的问题，如由金属导电纤维和镀金属导电纤维制成的织物手感粗糙，舒适性较差，导电聚合物工艺较复杂，污染严重。再者，通过涂覆或者简单的浸渍工艺生产的纤维制品石墨烯的复合牢固度不够强，洗涤多次后便失去附加的功能。因此，开发新的生产导电纤维的新方法具有重要意义和实际应用前景。

涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。

石墨烯是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维材料，具有许多优异的性能(高强、高导热、高导电、高轻质)，同时也拥有大π共轭体系。自从2004年被发现起，石墨烯就成为了科学界的一大研究热点。在对石墨烯的物理化学性质进行研究的同时，与石墨烯相关的复合材料层出不穷。现有技术将石墨烯与纺织纤维复合，期望能够获得具有导电性和远红外等功能性纤维性纤维的同时，进一步保障石墨烯的附着牢固度，使其功能不因水洗次数的增多而大幅度衰减。

本领域需要开发一种改性纤维制品，其与石墨烯类材料复合，能够改进所述纤维制品的导电性或远红外等性能，同时保证是石墨烯的附着牢固度。

发明内容

本发明目的是提供一种改性涤纶纤维生产方法，解决了现有技术中的缺陷。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种改性涤纶纤维生产方法，包括将未改性的涤纶纤维制品在石墨烯片层分散液中浸渍，之后经过冷却、干燥，得到处理后的涤纶纤维制品；其中，所述浸渍的温度为大于涤纶的玻璃化温度且小于涤纶的黏流温度，优选85～120℃。

将未改性的涤纶纤维制品浸渍在大于涤纶的玻璃化温度且小于涤纶的黏流温度，例如80～120℃的分散液中，所述分散液的浸渍温度处于涤纶纤维的玻璃化温度和高弹态温度之间，所述玻璃化转变温度能够提高所述纤维中大分子的运动，使得结晶区向非结晶区转化，使得非结晶区的空隙变大，使得结晶区与非结晶区之间区域的大分子间的空隙变大；同时分散在石墨烯片层分散液中的石墨烯片层的颗粒进入所述的空隙；随后浸渍过的纤维冷却，使得浸渍过程中进入所述空隙的石墨烯被固定在纤维内部，而因为粒径较大被挡在空隙外部的石墨烯片层会以包覆、贴合，甚至会以部分进入纤维内部，部分位于纤维外部的形式存在。

本领域技术人员应该明了，本发明所述的纤维内部和纤维外部是本领域公知的概念，也可以理解成组成纤维的大分子在空间聚集形成超分子结构，所述大分子聚集的内部存在结晶区、非结晶区、以及结晶区和非结晶区间的区域；而大分子聚集完毕形成的外侧看做纤维的外部。

优选地，所述改性涤纶纤维制品包括改性涤纶纤维、包含改性涤纶纤维的纱线和包含改性涤纶纤维的织物中的任意1种或至少2种的组合。进一步说，涤纶纤维制品可以是涤纶纤维，可以是涤纶纱线，也可以是涤纶面料；即可以是涤纶纤维浸渍石墨烯溶液，可以是涤纶纱线浸渍石墨烯溶液，可以是涤纶面料浸渍石墨烯溶液。

优选地，所述石墨烯片层包括石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的任意1种或至少2种的混合。

优选地，石墨烯包括石墨通过剥离法生产得到，氧化石墨烯通过还原生产得到，石墨通过氧化还原生产得到，含碳气体通过CVD法生产得到，以生物质为原料通过高温裂解法生产得到。

优选地，所述氧化石墨烯包括TEMPO体系氧化的石墨烯。

TEMPO体系氧化的石墨烯能够将氧化性官能团插入石墨烯内部，提高氧化石墨烯在分散液中的分散均匀性，减少石墨烯分散液中石墨烯的团聚，提高石墨烯的利用率。

优选地，所述石墨烯衍生物包括元素掺杂石墨烯或官能团化石墨烯物中的任意1种或至少2种的组合。

优选地，所述石墨烯片层分散液的浓度为0.1～5wt％，优选0.3～2wt％，例如0.3％、0.5％、0.8％、0.9％、1.3％、1.6％、1.8％、1.9％、1.5％、3％、3.6％、4％、4.5％等。