[发明专利]一种改性石墨烯聚酯纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性石墨烯聚酯纤维的制备方法，将金属铜粉碎为铜粒子，采用苯并三氮唑将所述铜离子浸泡，之后干燥，制得改性铜离子；取聚酯切片，并向聚酯切片中加入改性铜离子，熔融造粒，制得铜改性的聚酯纤维母粒；将表面经过磺酸基团功能化处理的石墨烯进行搅拌、分散，制备石墨烯粒子，然后通过挤压机，制得石墨烯母粒；将铜改性的聚酯纤维母粒与石墨烯母粒进行熔融混合，之后进行熔融混纺，得到改性石墨烯聚酯纤维。本发明制得的一种改性石墨烯聚酯纤维，通过铜粒子的加入能够增加聚酯纤维的抗菌性，同时，石墨烯的添加，能使普通的聚酯纤维成为具有导电、抗电磁波、防静电及高效屏蔽远红外特性。

技术领域

本发明属于改性聚酯纤维制备技术领域，涉及一种改性石墨烯聚酯纤维的制备方法。

背景技术

石墨烯是由单层碳原子构成的二维片状纳米材料，是碳原子以sp2杂化键合形成的，具有六角形蜂巢晶格结构的平面薄膜。具有优越的光、电、热和机械性能，引起了众多研究者的兴趣，迅速成长为材料和理论研究领域的研究热点，仅仅几年间就取得了很多振奋人心的进展。石墨烯是继碳纳米管之后诞生的又一个明星碳纳米材料。它拥有超高的理论比表面积(2630m2/g)，高本征迁移率(200000cm2/V/s)，高杨氏模量(～1.0T Pa)和理论电导率，及高透光率(～5000W/m/K)和电导率等特点，在能量存储，透明电极等方面有着极大的应用潜力。迄今为止，石墨烯己经成为二维纳米材料的代表推进着纳米复合材料、传感器、能源、催化、电子及光学器件等领域的进步和革新。

聚酯(PET)作为一种热塑性半结晶高分子材料，具有优异耐磨性和尺寸稳定性的特点，得到了广泛的使用。随着科技的进步，对聚酯类纤维的要求和标准也在不断提高，具体方面包括，弹性、强度、防水、保温等性能。而混纺是解决这一问题较为有效可行的工业举措。

但但纯聚酯纤维产品吸湿性能较差，在干燥气候下容易积聚电荷形成静电，穿着和使用时产生静电，舒适感难于与天然棉纤维相媲美。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种改性石墨烯聚酯纤维的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：该制备方法通过以下步骤实现：

步骤1，将金属铜粉碎为铜粒子，采用苯并三氮唑将所述铜离子浸泡20～90min，之后将浸泡后的所述铜离子干燥，制得改性铜离子；

步骤2，取聚酯切片，并向所述聚酯切片中加入所述步骤1制得的改性铜离子，熔融造粒，制得铜改性的聚酯纤维母粒；

步骤3，将表面经过磺酸基团功能化处理的石墨烯进行搅拌、分散，制备石墨烯粒子，然后通过挤压机，制得石墨烯母粒；

步骤4，将所述铜改性的聚酯纤维母粒与所述石墨烯母粒进行熔融混合，之后进行熔融混纺，得到改性石墨烯聚酯纤维。

上述方案中，所述步骤1中苯并三氮唑与铜粒子的重量比为0.5～0.8:1。

上述方案中，所述步骤1中的铜粒子的中值粒径D50≤0.4μm。

上述方案中，所述步骤1中的苯并三氮唑的浓度为0.2～1.2g/L。

上述方案中，所述步骤1中的干燥温度为80～150℃。

上述方案中，所述步骤2中的改性铜粒子的加入量为聚酯切片的20～30wt％。

上述方案中，所述步骤2中的聚酯切片的粘度≥0.6mPa·s。

上述方案中，所述步骤4中的纺丝过程中的纺丝温度为275～300℃，纺丝速度为600～1200m/min，牵伸倍数为2.5～3.5倍。