[发明专利]原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片及其制备方法和应用，该复合切片包括以下质量百分含量的各组分：PTA 50％～80％，乙二醇10～40％，石墨烯0.1％～10％，改性剂0.1％～1％，催化剂0.6％～1％。本发明的原位聚合石墨烯涤纶切片具有抗菌、防螨、远红外、抗紫外等性能优良，其中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌抑菌率达到99.9％，抑螨率高达97.3％，远红外温升达到0.88，远红外辐射温升高达3.3℃，UPF高达218，功能性良好。且制备的原位聚合石墨烯涤纶复合切片更加均匀，纺出的长丝或短纤不会出现色差，且工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片及其制备方法和应用，属于化学切片技术领域。

背景技术

涤纶切片是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学切片，但传统涤纶切片并不具备功能性，随着社会发展，传统涤纶已不能满足人们对功能性纺织品的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片及其制备方法和应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片，包括以下质量百分含量的各组分：

优选地，所述改性剂为聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵，重量比例为1:1:(2～3):(4～6)。

优选地，所述石墨烯的质量百分含量为5-10％。

优选地，所述石墨烯采用机械剥离法、化学气相沉积法或氧化还原法制备。

优选地，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑，二者比例为1：(0.2～0.5)。催化剂按该特定比例加入，将有效提高反应速率，减少杂质产生，提高产率。

本发明还提供了一种原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片的制备方法，包括以下步骤：

A、将石墨烯加入乙二醇中，并加入改性剂，搅拌均匀后升温，进行改性处理，制得改性GO/EG分散液；

B、在改性GO/EG分散液中加入PTA和催化剂，搅拌得聚合浆料；

C、将步骤B的聚合浆料进行加压酯化反应；

D、经加压酯化反应后的聚合浆料进行低真空缩聚反应，然后进行高真空缩聚反应后，出料，切粒干燥即得所述原位聚合改性石墨烯涤纶复合切片。

优选地，步骤A中，所述改性处理的温度为50～80℃，处理时间为10～20min。

优选地，步骤B中，所述PTA和EG的摩尔比为1:1～2。

优选地，步骤C中，所述加压酯化反应的具体步骤为：在温度为225～265℃、压力为0.2～0.5MPa下酯化反应；当酯化水排出量达到理论值的90％以上时，压力调整至常压继续反应20～60min。

优选地，步骤D中，所述低真空聚缩反应的条件为：反应温度230～270℃、压力为200～500Pa、反应时间为20～60min；所述高真空聚缩反应的条件为：反应温度260～290℃、压力为50～100Pa、反应时间为1～3h。

优选地，步骤D中，所述高真空缩聚反应结束前，对采用的铸带头进行预热20-30min，预热温度为200～250℃(反应釜内反应温度为200多度，与铸带头温差太大，熔融液突然降至常温将可能堵塞出料孔，影响出料，因此对铸带头预热，将避免熔融液在铸带头处凝结，堵塞出料孔。而若预热温度不在该范围，将影响出料持续性)；高真空缩聚反应结束后充入氮气调节压力至常压，静置15min后出料。