[发明专利]一种废旧聚酯纺织品深度降解石墨烯共聚改性方法

说明书

本发明涉及一种废旧聚酯纺织品深度降解石墨烯共聚改性方法，将废旧聚酯纺织品醇解得到的聚酯低聚物与氧化石墨烯混合后进行缩聚反应制得石墨烯嵌段再生共聚酯，聚酯低聚物的数均分子量为1000～3000g/mol，石墨烯嵌段再生共聚酯主要由石墨烯上的羧基与聚酯上的羟基连接而成。本发明涉及的石墨烯嵌段再生共聚酯的反应时间短，反应效率高，反应流程短，制得了功能性更强且成本更低的石墨烯再生聚酯复合材料，该复合材料在抗静电、抗紫外和远红外领域有着广泛的应用前景，与此同时还弥补了传统再生聚酯的颜色、加工及性能等方面的缺陷，具有一定的产品附加值和良好的推广前景及环保价值。

技术领域

本发明属于废旧聚酯回收利用领域，涉及一种废旧聚酯纺织品深度降解石墨烯共聚改性方法。

背景技术

目前，我国聚酯纤维年产量高达3580万吨，多用于生产纺织品，废旧聚酯纺织品的数量更是非常惊人。这些废旧聚酯纺织品大多数被当做垃圾掩埋，部分用于垃圾发电，总体而言利用率非常低，这不但是一种资源浪费，更对环境造成极大的威胁。因此对废旧聚酯纺织品中聚酯纤维的回收利用尤为重要。

目前，废旧聚酯纺织品的回收主要靠物理回收和化学回收法。物理回收法只能实现降级回收，最终产生无法回收废弃物，不能实现聚酯材料的封闭式循环。相比之下，化学回收法更具有资源循环经济性，具有更好的前景。近些年来，化学回收法也在国内的发展速度迅猛，技术也逐渐趋于成熟，部分工艺已经实现工业化。化学法主要包括水解法、醇解法和胺/氨解法。其中醇解法效率最高，应用最广，其一般是利用聚酯在高温高压条件下与甲醇或者脂肪族二元醇进行解聚反应，反应后将混合液进行冷却、离心和结晶沉淀，得到反应单体，再对残留物的精馏可以得到二元醇，再重新聚合形成聚酯、聚氨酯或不饱和树脂等复合材料来实现资源的循环利用。传统再生聚酯的的生产工艺流程长、耗时且耗能。此外，再生所得的聚酯普遍存在着质量差和差异化大的缺点，与原生聚酯相比还有相当的差距。目前国内市场的再生聚酯也多以填充料和工业包装等低档产品为主，难以用作国际市场需求较多的高性能聚酯材料、差别化聚酯纤维等产品。

石墨烯是现在已知的最薄的材料，厚度仅为一个碳原子的厚度(0.34nm)，这使得它具备很多特殊的性质，例如，导热系数高于碳纳米管(5000Wm^-1K^-1)；常温下电子迁移率最快(2×10⁵cm²v^-1s^-1)；透光率大(97.7％)，几乎是透明的，同时电阻率是已知材料中最低的，低于铜和银，所以也用来做透明导电电极等。由于其优异的电性能、机械性能和热性能，在过去的十几年里，石墨烯以及改性石墨烯在各种领域得到了广泛的应用，特别是在高分子复合材料领域有着广泛的应用前景。

但是由于石墨烯独特的sp2杂化结构使得其非常容易团聚，从而导致性能的下降。此外，石墨烯的超疏水结构特性也使得石墨烯在改性聚合物的分散过程成为一个问题。氧化石墨烯是由石墨经过氧化和剥离后得到的单分子层状物质，经过还原以后可以得到石墨烯。氧化石墨烯与石墨烯的区别在于平面上带有很多活性官能团如羟基、羧基和环氧基，因此也更加容易进行化学修饰，是一种比较理想的原材料，其可用于聚酯材料的改性。