[发明专利]一种高强度生物基复合纤维的制备方法及复合纤维

权利要求书

1.一种高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）氧化石墨烯溶液的制备：配制浓度为5-15 g/L氧化石墨烯水溶液，调节pH至5-12，得到纺丝液；

（2）氧化石墨烯的改性：向氧化石墨烯溶液中加入适量改性剂B，在20-80℃下搅拌，反应1-24 h，得到含有改性氧化石墨烯的溶液C；所述的改性剂B为KH550，所述的改性剂B的加入量为氧化石墨烯质量的1-10 %；

（3）纤维素的改性：将纤维素与改性剂D1混合，反应的温度为20-80℃，反应的时间为1-24 h；搅拌反应后加入改性剂D2，反应的温度为20-80℃，反应的时间为1-24 h；反应产物洗涤干燥后，溶于离子水，得到含有改性纤维的溶液E，溶液E中改性纤维素的浓度为5-15g/L；所述的改性剂D1为氢氧化钠溶液与乙醇的混合溶液；所述的改性剂D2为氯乙酸钠；

（4）纺丝液的制备：将溶液C与溶液E混合，在20-70℃下搅拌0.5-6h，得到纺丝液；溶液C与溶液E的混合比例为改性氧化石墨烯：改性纤维素的质量比100:1~100:30；

（5）石墨烯纤维的制备：将纺丝液通过0.2-1 mm的喷丝口，以0.1-1 mL/min速度注入到凝固浴中，干燥得到氧化石墨烯纤维；

（6）将氧化石墨烯纤维置于还原剂F中，在20-120℃下，还原6-24h，还原得到石墨烯复合纤维；所述还原剂F为氢碘酸。

2.根据权利要求1所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的纤维素为木质纤维、棉短绒纤维或纸浆纤维。

3.根据权利要求1所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的氢氧化钠与纤维素的质量比为5:4-12。

4.根据权利要求1所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的氯乙酸钠与纤维素的质量比为1:1-2。

5.根据权利要求1所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，加入溶液A调节pH，所述的溶液A为KOH、NaOH或氨水中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述改性剂D1为40 mL 质量浓度为10%氢氧化钠水溶液和100 mL无水乙醇溶液的混合溶液；或所述改性剂D1为40 mL 20%氢氧化钠和100 mL无水乙醇溶液的混合溶液；或所述改性剂D1为40 mL30%氢氧化钠和100 mL无水乙醇溶液的混合溶液。

7.根据权利要求1所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述的凝固浴为氢氧化钠的水溶液、氯化钠的水溶液、氯化钾的水溶液、氯化钙的水溶液、氨水、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、丙酮等中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的高强度生物基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的凝固浴为等体积的乙酸与乙醇混合溶液。

9.一种如权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的复合纤维。