[发明专利]一种石墨烯远红外纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯远红外纤维及其制备方法，属于远红外纤维制备技术领域。本发明首先用聚四氟乙烯和铜藻粉制备介孔海藻炭，接着将聚乙烯醇和3,4‑二羟基苯甲酸混合反应，加入介孔海藻炭后在儿茶酚氧化酶的作用下进一步反应得到改性介孔海藻炭，再将改性介孔海藻炭和纳米石墨烯悬浮液吸附复合后制得自制远红外填料，最终将自制远红外填料和聚酯共混经熔融纺丝，即可制得石墨烯远红外纤维；本发明制得的石墨烯远红外纤维具有极佳的远红外性能和力学性能，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯远红外纤维及其制备方法，属于远红外纤维制备技术领域。

背景技术

目前，人们不仅越来越重视环保和健康，而且对纺织品的保暖和保健功能也十分关注。功能性纺织品受到广泛关注而成为研究主流，远红外纤维是其中的一大类。远红外辐射通过光谱匹配机理来进行加热，所吸收的红外辐射能量可以加剧物质的分子运动，当分子运动加剧时，共振效应和温热效应由此产生，就会达到发热升温的加热作用，进而实现蓄热保暖功能。纳米石墨烯作为单原子层二维晶体的一种，独特的结构赋予其优异的物理性能和化学性质，石墨烯既是远红外吸收体又是良好的辐射体，具有远红外蓄热储能功能。

而传统的远红外纤维的研究普遍采用纳米石墨烯作为远红外添加剂与聚酯复合纺丝制备远红外功能纤维，但是纳米石墨烯容易团聚，并且与聚酯之间的相容性较差，影响纺丝的远红外性能以及力学性能。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种石墨烯远红外纤维及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前传统的远红外纤维的研究普遍采用纳米石墨烯作为远红外添加剂与聚酯复合纺丝制备远红外功能纤维，但是纳米石墨烯容易团聚，并且与聚酯之间的相容性较差，影响纺丝的远红外性能以及力学性能，为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种石墨烯远红外纤维及其制备方法。

本发明的一种石墨烯远红外纤维，是由自制远红外填料和聚对苯二甲酸乙二酯经熔融纺丝制得；

所述自制远红外填料是由纳米石墨烯和去离子水以及改性自制介孔海藻炭制得；

所述改性自制介孔海藻炭是由聚乙烯醇、3,4-二羟基苯甲酸、自制介孔海藻炭、儿茶酚氧化酶反应制得；

所述自制介孔海藻炭是由聚四氟乙烯和铜藻粉炭化制得。

进一步的，所述熔融纺丝的工艺参数是：

熔融纺丝时，后加热器的温度为280～290℃，冷却的风温为20～35℃，冷却的风速为0.5～0.9m/s，一辊至五辊的温度分别为65～70℃、95～100℃、125～130℃、225～235℃和135～150℃。

一种石墨烯远红外纤维的制备方法，具体制备步骤为：

(1)自制介孔海藻炭的制备：

将聚四氟乙烯和铜藻粉混合，活化后，研磨，得到自制介孔海藻炭；

(2)反应液的制备：

将聚乙烯醇溶液和3,4-二羟基苯甲酸溶液混合，加热，搅拌反应，得到反应液；

(3)改性自制介孔海藻炭的制备：

将反应液和自制介孔海藻炭混合，搅拌预反应，加入儿茶酚氧化酶，搅拌反应，过滤，得到改性自制介孔海藻炭；

(4)自制远红外填料的制备：

将纳米石墨烯和去离子水以及改性自制介孔海藻炭混合后，超声震荡浸渍，过滤，干燥即得自制远红外填料；

(5)石墨烯远红外纤维的制备：

将自制远红外填料和聚对苯二甲酸乙二酯混合，熔融纺丝，制得石墨烯远红外纤维。