[发明专利]一种石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝及其制备方法，其原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，石墨烯材料0.1％～9％，第一改性剂0.1％～5％，第二改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。本发明还提供了该石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝的制备方法。本发明能够制备具有抗菌、抗病毒、除甲醛等功能的改性石墨烯聚丙烯长丝纤维，提升聚丙烯纤维附加值，扩展聚丙烯纤维的使用范围，而且制备的原位聚合改性石墨烯聚丙烯长丝中石墨烯分散均匀，不易脱落，功能性具有持久性，性能优良，可以满足当前市场对功能化石墨烯聚丙烯长丝纤维的需求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯复合聚丙烯长丝及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝及其制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

聚丙烯纤维是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学纤维，但传统聚丙烯纤维并不具备功能性，随着社会发展，传统聚丙烯纤维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石墨烯复合聚丙烯长丝及其制备方法，利用改性氧化石墨烯溶液制备和分散体系，以及聚丙烯原位聚合技术，该复合长丝具有抗菌、抗病毒、除甲醛等特点，且原位聚合改性石墨烯聚丙烯长丝中石墨烯分散均匀，不易脱落，功能性具有持久性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝，其中，所述的聚丙烯长丝的原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，石墨烯材料0.1％～9％，第一改性剂0.1％～5％，第二改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。

上述的石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝，其中，所述的石墨烯材料包含采用机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法制备的任意一种石墨烯或氧化石墨烯。

上述的石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝，其中，所述的第一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、聚乙烯吡络烷酮、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、硅烷偶联剂中的任意一种或多种。

上述的石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝，其中，所述的第二改性剂包含二乙烯三胺、六偏磷酸钠、赖氨酸、硝酸铁、碱式碳酸铜、碘化钾、硫代硫酸钠中的任意一种或多种。

上述的石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝，其中，所述的催化剂为茂金属催化剂、Z-N催化剂中的任意一种或两种。

本发明还提供了上述的石墨烯复合抗菌抗病毒聚丙烯长丝的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备改性氧化石墨烯浆液，冷冻干燥，得到改性氧化石墨烯粉体；步骤3，将步骤2所得的改性氧化石墨烯粉体加入丙烯，搅拌均匀，制备丙烯/改性氧化石墨烯混合料；步骤4，聚合反应，然后出料切粒烘干得到原位聚合石墨烯聚丙烯母粒；步骤5，将步骤4所得的石墨烯聚丙烯母粒进行干燥，再加入到螺杆挤出机中加热熔融，经纺丝箱体过滤后纺丝成束，得到改性石墨烯聚丙烯复合纤维，再经过拉伸、卷曲工艺得到不同条件下使用的改性石墨烯聚丙烯复合长丝。