[发明专利]原位聚合改性石墨烯尼龙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尼龙复合切片及其制备方法和应用，所述复合切片包括以下质量百分含量的各组分：己内酰胺80％～90％，石墨烯0.1％～10％，改性剂0.1％～1％，催化剂0.1％～1％，去离子水5％～10％。本发明的原位聚合石墨烯尼龙切片具有抗菌、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96.5％，远红外温升达到0.88，UPF大于100，功能性良好。且本方法制备的原位聚合石墨烯尼龙复合切片更加均匀，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尼龙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

尼龙切片是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学切片，但传统尼龙切片并不具备功能性，随着社会发展，传统尼龙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尼龙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尼龙复合切片，包括以下质量百分含量的各组分：

优选地，所述改性剂为聚乙烯吡络烷酮、十二烷基硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵，三者重量比例为1:(2～4):(3～6)。采用本发明的复合改性剂，可使石墨烯分散性更好，功能性更均匀。

优选地，所述石墨烯质量百分含量为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，所述催化剂为钠代己内酰胺盐、己内酰胺溴化镁，二者重量比例为 1:(2～5)。加入催化剂旨在加快聚合反应速率，减少聚合时间和能耗。

本发明还提供了一种原位聚合改性石墨烯尼龙复合切片的制备方法，包括以下步骤：

A、将石墨烯与改性剂加入去离子水中，搅拌然后超声分散，制得改性石墨烯浆料；

B、在改性石墨烯浆料中加入己内酰胺混合，然后加入催化剂搅拌，再升温后进行两步聚合反应，出料，切粒烘干即得所述原位聚合石墨烯尼龙切片。

根据权利要求5所述的原位聚合改性石墨烯尼龙复合切片的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述搅拌时间为0.5-1h；所述超声分散的温度为50-80℃，分散时间为10-20min。

优选地，步骤B中，所述搅拌的条件具体包括：在氮气气氛下，加热至温度为 70-90℃，搅拌10-20min。

优选地，步骤B中，所述两步聚合反应的具体步骤为：在温度为200-220℃、压力为0.3-0.5MPa下聚合反应0.5-1.5h；然后升温至265-285℃、压力为 0.3-0.5MPa下聚合反应1-3h。

优选地，步骤B中，所述两步聚合反应在氮气气氛下进行。

由于不同种类改性剂处理的改性石墨烯对纺丝体系影响较大，直接影响其纺丝温度、成丝连续性以及丝的功能性，本发明针对采用的复合改性剂，对纺丝温度、时间都进行优化，使其能够连续纺丝，产量高、长丝色差小、并使改性石墨烯分散均匀，功能性更好。

本发明还提供了一种原位聚合改性石墨烯尼龙复合切片在纺织品中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：