[发明专利]石墨烯改性柔性涤纶

说明书

本发明公开了一种石墨烯改性柔性涤纶，通过对石墨烯和涤纶进行改性，从而使得石墨烯和涤纶更好结合在一起，首先对石墨烯进行处理，对石墨烯进行氧化处理，得到含有羧基、烃基等亲水基团的氧化石墨烯，相较于石墨烯来说具有更好的分散性和吸附性；同时配合乙二胺对涤纶进行氨基化改性，从而增加新型涤纶表面的极性基团，以提高对羧基、烃基、环氧基等基团的吸附能力，从而获得高导电的柔性涤纶；一方面解决了现有涤纶在纺丝过程中出现的断丝、堵塞的情况，另一方面增强了整个涤纶的导电性能，从而为智能设备的推广应用提供了基础。

技术领域

本发明涉及一种导电性涤纶领域，尤其涉及一种石墨烯改性柔性涤纶。

背景技术

在纺织品领域，人们对开发高性能或功能性纤维的兴趣日益增加，如：阻燃、自净、控温、导电以及催化性能，在这些性能中导电性引起了特别的关注。导电织物可用于具有集成传感器或各种电子设备的智能纺织品的生产，目前具有多种制备导电纤维的方法，例如普通纤维与金属细丝混纺得到导电纤维，但是会使得织物手感发硬，且在纤维内部的连续弯曲和拉伸会使纤维发生损伤。

石墨烯是一种由SP2杂化的碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度，是一种二维材料。石墨烯是具有层状结构的碳材料，上下相邻层通过平行重叠后形成层状结构。石墨烯是构成其他碳材料的结构基础，它可以团聚成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管，层层堆积形成三维的石墨。石墨烯由于其良好的电子传导性、高的比表面积以及较强的机械性能而备受关注，因此如何将石墨烯与涤纶相结合从而得到一种具有导电性能的改性涤纶，是我们亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种石墨烯改性柔性涤纶，一方面解决了现有涤纶在纺丝过程中出现的断丝、堵塞的情况，另一方面增强了整个涤纶的导电性能，从而为智能设备的推广应用提供了基础。

为实现上述目的，本发明提供一种石墨烯改性柔性涤纶，制备方法如下：

S1：采用物理剥离得到石墨烯，经过多次研磨后得到粒径在1mm左右的石墨烯浆料,再经过多次水洗、脱水、干燥后真空纯化，制得粒径在1mm的石墨烯微片；

S2:将石墨烯微片进行氧化；

S3:氧化后的石墨烯与乙二醇、偶联剂、乳化剂进行混合乳化，得到含有石墨烯的精细分散浆料；

S4:将对苯二甲酸提纯后与精细分散浆料进行反应，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯即涤纶；

S5:将乙二胺与氢氧化钠进行混合，得到混合液，将涤纶放置在混合液中进行处理，处理完毕后得到柔性涤纶初产物；

S6：将改性涤纶初产物放入至氧化石墨烯中进行浸渍，然后取出清洗烘干，最终得到柔性涤纶。

作为优选，在步骤S2中，对石墨烯进行氧化的方法为：将石墨粉加入至浓硫酸中，然后加入碳酸钠和高锰酸钾，然后进行升温搅拌；然后加入去离子水和过氧化氢溶液搅拌，待冷却后进行离心，选取上清液加入盐酸进行离心，再加入去离子水继续离心得到氧化后的石墨烯悬浮液。

作为优选，在步骤S3中，首先将乙二醇放入搅拌机中，按照质量比投入0.5-1％的偶联剂和乳化剂，搅拌一段时间后投入质量比为3.5-5.5％石墨烯悬浮液继续搅拌，然后放入均质机中进行乳化，得到含有石墨烯的精细分散浆料。

作为优选，所述偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂；所述乳化剂为阳离子型乳化剂，包括烷基铵盐或季铵盐中的一种。

作为优选，在步骤S5中，在红外线高温染色样机中对涤纶进行改性，在染杯中加入EDA(乙二胺)和氢氧化钠溶液，然后以2℃/min的速率从室温上升至60℃，保温30min，再以3℃/min的速率降至室温，取出后采用蒸馏水冲洗至中性，进行烘干。