[发明专利]一种石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维，包括内层和外层；所述外层包覆于内层的外周，且所述外层的截面轮廓呈圆形；所述内层和外层的截面面积之比为1：0.4～0.7；所述内层由包括以下重量份的原料制成：间苯二甲酰己二胺‑对苯二甲酰己二胺共聚酰胺80～90份、聚癸二酰癸二胺10～25份；所述外层由包括以下重量份的原料制成：聚癸二酰癸二胺85～95份、间苯二甲酰己二胺‑对苯二甲酰己二胺共聚酰胺15～20份、边缘氧化石墨烯6～9份、分散剂3～5份。本发明的石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维具有良好的机械强度、保持良好的尺寸稳定性以及良好的抗静电和抗菌性能，且较柔软、吸水率低，具有良好的外观。

技术领域

本发明涉及纤维技术领域，具体涉及一种石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维及其制备方法。

背景技术

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。

近年来，随着计算机、电信、微波炉等的迅速发展和普及，人类生活、工作环境中的电磁辐射日渐严重，因而产生的电磁波干扰对电子仪器设备的正常工作及人类的健康带来了很多负面影响。为了防止静电干扰和电磁波干扰，从20世纪中期至今，人们已开发出各种抗静电产品和电磁屏蔽材料。近十年，研究的重点又更多的转向了导电纤维。由于导电纤维的抗静电效果显著而持久，且不受环境湿度的影响。用导电纤维制成的导电织物，具有导电、导热、屏蔽、吸收电磁波等功能，广泛应用于电子、电力行业的导电网、抗静电服、医疗行业的电热服、电热绷带；航空、航天、精密电子行业的电磁屏蔽罩等方面。因此，导电纤维的研制和应用越来越受到重视。

聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide(简称PA)，密度1.15g/cm3，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)的一种说法，可制成长纤或短纤。锦纶是聚酰胺纤维的商品名称，又称耐纶(Nylon)。英文名称Polyamide(简称PA)，其基本组成物质是通过酰胺键—[NHCO]—连接起来的脂肪族聚酰胺。

但是，目前所使用的导电纤维还存在以下问题：

1、要么导电性能差，要么机械强度低，难以兼顾高的机械强度和抗静电抗菌性能；

2、需要添加大量的助剂，包括导电填料、抗菌剂等，成本高，添加进入之后的利用效率低。

3、纤维的外观、强度、尺寸稳定性等综合性能差。

基于上述情况，本发明提出了一种石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维及其制备方法，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维及其制备方法。本发明的石墨烯增强的抗静电抗菌复合纤维具有良好的机械强度、保持良好的尺寸稳定性以及良好的抗静电(导电性)和抗菌性能，且较柔软、吸水率低，具有良好的外观。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：