[发明专利]一种石墨烯生物硅藻复合纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯生物硅藻复合纤维及其制备方法和应用，该石墨烯生物硅藻复合纤维包括以下质量份数的原料制成：山棕椰棕短纤维40‑50份、细旦涤纶低弹丝20‑30份、黄麻豆短纤维10‑20份、石墨化碳纳米纤维10‑20份、竹炭短纤维5‑10份、动物毛短纤维10‑15份、石墨烯1‑5份、硅藻土1‑10份、电气石粉1‑2份、纤维素纤维5‑10份、木素纤维素纤维10‑20份、微细纤维素纤维10‑15份、高收缩涤纶全牵伸丝20‑30份及表面活性剂2‑8份。有益效果：本发明增加了木素纤维素纤维、细旦涤纶低弹丝、高收缩涤纶全牵伸丝等，提高了该复合纤维的耐磨性、抗压性、耐高温、弹性等。

技术领域

本发明涉及石墨烯生物硅藻复合纤维领域，具体来说，涉及一种石墨烯生物硅藻复合纤维及其制备方法和应用。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。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。石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

现有的石墨烯生物硅藻复合纤维通过复合工艺的方法，将多种材料复合在一起，使材料之间在性能上能够取长补短，现有的石墨烯生物硅藻复合纤维虽然耐用性和保健性能有所提升，但耐磨性能和抗压性能目前尚不足。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种石墨烯生物硅藻复合纤维及其制备方法和应用，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种石墨烯生物硅藻复合纤维。

该石墨烯生物硅藻复合纤维由以下质量份数的原料制成：

山棕椰棕短纤维40-50份、细旦涤纶低弹丝20-30份、黄麻豆短纤维10-20份、石墨化碳纳米纤维10-20份、竹炭短纤维5-10份、动物毛短纤维10-15份、石墨烯1-5份、硅藻土1-10份、电气石粉1-2份、纤维素纤维5-10份、木素纤维素纤维10-20份、微细纤维素纤维10-15份、高收缩涤纶全牵伸丝20-30份及表面活性剂2-8份。

其中，所述纤维素纤维的纤维径为15纳米。

其中，所述石墨化碳纳米纤维的纤维径范围在20～100纳米。

其中，所述表面活性剂为月桂酰基谷氨酸、重烷基苯磺酸盐及月桂醇硫酸钠。

根据本发明的另一方面，提供了一种石墨烯生物硅藻复合纤维的制备方法。

该石墨烯生物硅藻复合纤维的制备，包括以下步骤：

根据上述质量份数，称取所述石墨烯生物硅藻复合纤维所需的各原料；

将预先准备好的过氧化氢溶液和氢氧化钠溶液加入到山棕椰棕短纤维中；

将黄麻短纤维和竹炭短纤维混合，加入税后进行超声震荡，震荡完成后倒入高压锅蒸汽锅中进行高压煮；

将动物毛短纤维、细旦涤纶低弹丝、石墨化碳纳米纤维、纤维素纤维、木素纤维素纤维、细微纤维素纤维、高收缩涤纶全牵伸丝、硅藻土、石墨烯、表面活性剂及渗透化处理后的黄麻短纤维与竹炭短纤维的混合物，进行搅拌混合处理；

将上述处理后的纤维混合物通过开松机进行开松；