[发明专利]一种改性白石墨烯涤纶复合纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性白石墨烯涤纶复合纤维及其制备方法，该复合纤维的原料包含：涤纶切片84％～99％，白石墨烯0.1％～15％，改性剂0.1％～1％。本发明还提供了该复合纤维的制备方法，其包含：步骤1，称取各原料；步骤2，将涤纶切片及白石墨烯干燥，将涤纶切片研磨成粉体，将白石墨烯粉体及改性剂加入涤纶切片粉体中混合搅拌；步骤3，将白石墨烯涤纶混合粉体加入双螺杆挤出机中挤出造粒；步骤4，将改性白石墨烯涤纶母粒干燥，然后加入双螺杆挤出机中加热熔融，再经纺丝箱体过滤后纺丝成束，得到改性白石墨烯涤纶复合纤维。本发明制备的复合纤维具有抗菌、远红外、抗紫外的特点，能够提升涤纶附加值，扩展涤纶纤维的使用范围。

技术领域

本发明涉及一种复合纤维及其制备方法，具体地，涉及一种改性白石墨烯涤纶复合纤维及其制备方法。

背景技术

“白色石墨烯”是晶粒为层片状结构的六方氮化硼(英文名称为Hexagonal BoronNitride，缩写为h-BN)在经过剥层后得到的纳米薄片的别名。由于六方氮化硼的结构和石墨非常相似，具有六方层状结构，质地柔软，可加工性强，并且颜色为白色。与石墨烯相对应，因此六方氮化硼被称为“白色石墨烯”。

六方氮化硼和石墨烯都是仅一个原子厚度的层状二维材料，不同之处在于石墨烯结合纯属碳原子之间的共价键，而六方氮化硼晶体中的结合则是硼、氮异类原子间的共价结合。

高度相似的晶体结构赋予白色石墨烯与石墨烯一些共同特性，如极高的面内弹性模量、高温稳定性、原子级平滑的表面。白色石墨烯具有高透明度和化学惰性，而且具有很高的机械强度、高熔点、高热导率，以及极低的摩擦系数等性质。单层原子厚的氮化硼可以在空气中经受住800℃的高温。白色石墨烯具有极好的不渗透性，非常适合用于金属在高温和腐蚀性液体环境下的防腐。与此同时，我司最新研究发现，白石墨烯还具有优异的抗菌、远红外、抗紫外等性能，在纤维应用上极具发展潜力。

涤纶纤维是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学纤维，但传统涤纶纤维并不具备功能性，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

本发明的目的是提供一种复合纤维及其制备方法，利用改性白石墨烯分散体系，以及涤纶熔融法技术制备一种改性白石墨烯涤纶复合纤维，该复合纤维具有抗菌、远红外、抗紫外特点，且白石墨烯涤纶复合纤维中白石墨烯分散均匀，不易脱落，功能性具有持久性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种改性白石墨烯涤纶复合纤维，其中，所述的复合纤维的原料按质量百分比计包含：涤纶切片84％～99％，白石墨烯0.1％～15％，改性剂0.1％～1％。

上述的改性白石墨烯涤纶复合纤维，其中，所述的改性剂包含聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、脱氧胆酸钠、氨基硅氧烷、十八胺、硅烷偶联剂等中的任意一种或多种。

上述的改性白石墨烯涤纶复合纤维，其中，所述的白石墨烯是采用硼砂-氯化铵法、化学气相沉积法、硼砂-尿素法、高频等离子法、水热法、前驱体法等中的方法制备的任意一种。

本发明还提供了上述的改性白石墨烯涤纶复合纤维的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将涤纶切片及白石墨烯分别进行干燥处理，然后将涤纶切片进行研磨，得到涤纶切片粉体，将白石墨烯粉体以及改性剂加入到涤纶切片粉体中混合搅拌，得到白石墨烯涤纶混合粉体；步骤3，将步骤2所得的白石墨烯涤纶混合粉体加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到改性白石墨烯涤纶母粒；步骤4，将步骤3所得的改性白石墨烯涤纶母粒进行干燥，然后加入到双螺杆挤出机中加热熔融，再经纺丝箱体过滤后纺丝成束，得到改性白石墨烯涤纶复合纤维。

上述的改性白石墨烯涤纶复合纤维的制备方法，其中，所述的步骤2中，将涤纶切片及白石墨烯分别进行干燥处理，干燥后二者的含水量均小于100ppm。