[发明专利]一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法

说明书

本发明属于复合纤维生产技术领域，具体的说是一种石墨烯‑涤纶纳米复合纤维的制备方法，该方法中所使用的纺丝箱，通过设置箱体、转盘和导气杆；所述箱体的内部靠近箱体的上表面位置设有喷丝板；所述喷丝板的下表面固连有导管；所述箱体的内部靠近导管的下端面位置固连有冷板；所述冷板的内部左右滑动连接有导气杆；所述导管的内部转动连接有转盘；通过本发明有效的实现了纺丝纤维的平行气流冷却，避免了风向与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，非常容易导致空气湍动，造成飘丝问题，同时对纺丝纤维的冷却效果更加均匀，使得纺丝纤维的冷却时间以及拉丝比例保持一致，进而制得的纺丝质量较高。

技术领域

本发明属于复合纤维生产技术领域，具体的说是一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法。

背景技术

石墨烯是目前已知最薄的二维纳米材料，它的晶格是由六个碳原子围成的六边2形，厚度为一个原子层，碳原子之间由s键连接，结合方式为sp杂化，这些s键赋予了石墨烯极其优异的力学性能和结构刚性，石墨烯的强度比最好的钢铁还要强100倍，石墨烯具有很高的导电性，是世界上电阻率最小的材料；石墨烯还是一种非常好的抗菌材料，基于石墨烯的力学性能，可以把石墨烯添加到聚合物基体中，能很好地改善材料的力学性能，如拉伸强度、模量、硬度等；基于石墨烯优异的电学性能，可以添加到复合材料中使绝缘体成为可以导电的材料，而且效果非常明显；还可以把石墨烯添加到复合材料中增加复合材料本身不具有的功能性，如抗菌性、阻燃性、抗辐射性等，因此，与其他纳米复合材料相比，石墨烯纳米复合材料具有无可比拟的优势。

根据CN105200547B一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，现有技术中，熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在固过丝出喷丝板后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维，在冷却凝程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均，同时侧吹风和环吹风的风向由于均与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，容易导致空气湍动，造成飘丝问题上升，进而初生纤维条干不匀，使得拉丝时间不同，纤维直径大小不一，进而导致纺丝质量不稳定等问题。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本公司设计研发了一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，采用了特殊的纺丝箱，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中，熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在固过丝出喷丝板后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维，在冷却凝程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均，同时侧吹风和环吹风的风向由于均与纤维之间呈现垂直状态，风速的不均，容易导致空气湍动，造成飘丝问题上升，进而初生纤维条干不匀，使得拉丝时间不同，纤维直径大小不一，进而导致纺丝质量不稳定等问题，本发明提出一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种石墨烯-涤纶纳米复合纤维的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：将涤纶聚酯切片使用前需要进行干燥，同时机械球磨剥离石墨烯，将干燥后的涤纶聚酯切片与剥离出的石墨烯按照质量比为100：0.1～20，进行配比，得到混合物，并将混合物导入搅拌罐；石墨烯作为一种由碳原子构成的二维蜂窝状晶体，具有无与伦比的力学性能和导电、导热、抗菌、抗辐射等功能性，它是目前已知的最薄、强度最高的材料，因此与现有技术相比，石墨烯-涤纶纳米复合纤维的断裂强度有了很大的提高；

S2：通过搅拌罐设定在10000～25000转/分钟的转速条件下，持续搅拌0.5～4min，对混合物进行高速混合，得到石墨烯-涤纶聚酯复合母粒；