[发明专利]氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维，其特征在于，是通过多巴胺的自聚反应在聚丙烯腈纤维表面粘附聚多巴胺涂层，再将氨基化石墨烯接枝于经多巴胺修饰过的聚丙烯腈纤维表面得到，标记为NH₂-GNPs/D-PAN，所得产品的抗拉强度达到753Mpa以上，弹性模量达到7593Mpa以上。

2.一种如权利要求1所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯于水溶液中，再向其中加入乙二胺或己二胺，在恒温、搅拌条件下反应，反应完成后经过真空抽滤，得到产物即为氨基化石墨烯，将其干燥备用，并标记为NH₂-GNPs；

(2)将聚丙烯腈纤维放入洗剂中超声处理，再用无水乙醇或去离子水洗去洗剂后，干燥，即得到预处理的纤维，备用；

(3)将预处理的纤维置于多巴胺溶液中室温条件下反应，反应结束后取出，用无水乙醇清洗后，干燥，即得到经多巴胺修饰过的聚丙烯腈纤维，标记为D-PAN；

(4)将NH₂-GNPs溶于Tris-HCl缓冲液中，再加入D-PAN，在恒温、搅拌条件反应，反应结束后，用无水乙醇反复清洗后，干燥，即得到氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维，标记为NH₂-GNPs/D-PAN。

3.根据权利要求2所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述氧化石墨烯、乙二胺、水的质量比依次为0.5-1.0:0.5-1.5:400-600；所述氧化石墨烯、己二胺、水的质量比依次为0.5-1.0:0.5-1.5:400-600。

4.根据权利要求2所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述洗剂为丙酮或者甲苯溶液。

5.根据权利要求2所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述多巴胺溶液的配制方法是：向浓度为0.01-0.05mol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液中，加入多巴胺盐酸盐至溶液pH为8-9即可；所述反应时间为12-24h。

6.根据权利要求2所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的制备方法，其特征在于，所述恒温、搅拌条件下反应，在步骤(1)中是采用恒温加热至80-90℃在磁力搅拌下反应10-24h；在步骤(4)中是采用恒温加热至80-100℃在磁力搅拌下反应1-3h。

7.根据权利要求2所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的制备方法，其特征在于，所述NH₂-GNPs、Tris-HCl缓冲液、D-PAN的质量比为0.01-0.02:100-200:1-1.5。

8.一种如权利要求1所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的应用，其特征在于，将烘干的NH₂-GNPs/D-PAN掺入沥青中，使其均匀分散在沥青中，即得到NH₂-GNPs/D-PAN改性的沥青。

9.根据权利要求8所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的应用，其特征在于，将NH₂-GNPs/D-PAN掺入沥青中时，保持150-200℃恒温，在350-450rpm转速下分散纤维，使纤维均匀分散在沥青中。

10.根据权利要求8所述氨基化石墨烯改性聚丙烯腈活性纤维的应用，其特征在于，所述烘干的NH₂-GNPs/D-PAN掺入量为沥青总质量的1-3％。