[发明专利]一种静电植绒法制备石墨烯柔性、耐久导电织物的方法

说明书

本发明公开了一种静电植绒法制备石墨烯柔性、耐久导电织物的方法，通过制备一端包覆聚丙烯酸另一端裸露的还原氧化石墨烯绒，在涂覆聚氨酯粘合剂、丝胶和壳聚糖作为复配植绒胶的织物表面植入石墨烯绒，借助复配植绒胶与织物及石墨烯绒的高结合力，将石墨烯绒牢固地固着于织物表面。通过本发明的方法实现静电植绒法石墨烯柔性导电织物的制备，该织物可用于智能可穿戴服饰面料、也可用于柔性电子器件、医疗保健、智能运动等多个领域，且制备的导电织物耐久性好。

技术领域

本发明属于染整技术领域，具体涉及一种静电植绒法制备石墨烯柔性、耐久导电织物的方法。

背景技术

石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为“新材料之王”。作为具优异性能和独特结构的新型碳材料—石墨烯在纺织领域被广泛关注和应用。世界各行各业对其研究的热情持续高涨，石墨烯具有优良的导电性能，是一些金属导电介质优良的替代品。将石墨烯应用于纺织领域，制备石墨烯柔性导电织物是当前研究的热点，当前常用方法有浸渍法、浸轧法、印制法、涂覆法等。浸渍、浸轧和涂覆等方法无法在织物上形成一定的电路图案，故在某些方面的应用受到很大的限制，而印制法虽可满足电路图案的要求，但印制导电色浆中加入粘合剂极大地降低了石墨烯的导电性。静电植绒法是一种利用静电效应进行物体表面植纤维绒毛的加工工艺，经过电着剂处理后的绒毛，在电场作用下发生极化，依靠电场力而垂直植入涂有粘合剂的基材表面，形成良好的外观特征，植绒半成品经过高温焙烘成型及相应的后整理加工，形成风格独特的植绒产品。因此，寻求将静电植绒法用于石墨烯柔性导电织物的制备是当前科研工作者的研究热点。

发明专利CN 101618378 B公开了一种阳离子染料易染共聚酯纤维静电植绒面料的制备方法，先将阳离子染料易染共聚酯长丝束切割成短纤维，再对阳离子染料易染共聚酯纤维进行亲水处理和电着处理，最后利用静电植绒设备，将阳离子染料易染共聚酯纤维进行静电植绒，并经预烘、焙烘、水洗，以制得阳离子染料易染共聚酯纤维静电植绒面料，对疏水性阳离子染料易染共聚酯纤维静电植绒前进行了亲水性整理和电着处理。文献（许昌亮. 石墨烯锂电池负极材料的静电植绒制备方法及电化学性能研究[D].上海：东华大学,2016.）报道了一种利用静电植绒法将石墨烯和乙炔黑混合物植入涂覆植绒胶的铜箔片表面，制作锂离子电池的电极片，该电极片没有耐洗性要求，故石墨烯和乙炔黑粘附在粘合剂表面即可满足电极片的使用要求。目前未见将石墨烯的一端负电荷化，然后将一端负电荷化的石墨烯绒通过静电植绒法植入织物表面，获得柔性耐久导电织物的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对当前石墨烯柔性导电织物通常采用浸渍、浸轧和涂覆等方法制备，无法形成一定的电路图案，在某些方面的应用受到很大的限制，而印制法虽可满足电路图案的要求，但印制导电色浆中加入粘合剂极大地降低了石墨烯的导电性，提供一种静电植绒法制备石墨烯柔性、耐久导电织物的方法，通过制备静电植绒法将一端负电荷化的石墨烯绒植入织物表面，获得柔性石墨烯导电织物，尤其能实现优异的耐久性效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种静电植绒法制备石墨烯柔性、耐久导电织物的方法，步骤如下：

（1）制备还原氧化石墨烯绒：采取超声Hummers法制备氧化石墨烯，离心留取4000～10000 r/min的氧化石墨烯沉淀，然后将氧化石墨烯配成0.2～10 g/L的溶液，加入1～10g/L还原剂，于60～120℃的温度下借助超声波作用进行还原，还原后抽滤、洗涤得到还原氧化石墨烯（RGO），冷冻干燥，得到均匀分散的细条状还原氧化石墨烯绒；

（2）制备一端包覆聚丙烯酸的还原氧化石墨烯绒：将（1）制得的还原氧化石墨烯绒在静电场中平铺于厚度为0.02～2 mm的聚丙烯酸溶液表面，使得还原氧化石墨烯片层的一端吸附聚丙烯酸，再将一端吸附聚丙烯酸的还原氧化石墨烯进行冷冻干燥，制得分散性优良的一端包覆聚丙烯酸的还原氧化石墨烯绒；