[發明專利]一種石墨烯天絲復合纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201710138437.5
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106884210B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 張煒棟;黃旭
• 申請（專利權）人: 江蘇工程職業技術學院
• 主分類號: D01F2/00
• 分類號: D01F2/00;D01F1/09;D01F1/10;D06M11/74;D06M15/263;D06M15/55;D06M15/564;D06M101/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發明公開了一種石墨烯天絲復合纖維及其制備方法，所述石墨烯天絲復合纖維是利用氧化石墨烯溶液與纖維素漿粕加入NMMO(N—甲基嗎啉—N氧化物)和水經混合、溶解、過濾、通過干噴濕法工藝紡絲，再通過絲線與氧化石墨烯整理液整理制備而成的。所述天絲復合纖維含有石墨烯，采用以下步驟：紡絲液制備，紡絲，紗線石墨烯整理。本發明中得到的紗線能夠充分柔和天絲與石墨烯的優良特性，具有天絲的吸濕性、染色性、舒適性、高強度等優異物理性能，還增添石墨烯柔韌性、導電性及抗菌性，是理想服用纖維。制備過程生產過程中對環境無污染，纖維產品廢棄物可自然降解，不會對環境造成破壞，易于形成可循環再生資源。

技術領域

本發明屬于新紡織材料領域，涉及一種石墨烯天絲復合纖維及其制備方法。

背景技術

石墨烯是一種新型碳納米輕質材料，具有獨特的單原子層二維晶體結構。由于其超高的強度、優異電導率、熱導率及透光性以及優良的抗菌、防紫外、遠紅外等功能。

天絲纖維以木漿為原料經溶劑紡絲方法生產一種新纖維。有棉舒適性、滌綸的強度、毛織物豪華美感和真絲的獨特觸感及柔軟垂墜，在干狀態下，均極具韌性。在濕狀態下，濕強力遠勝于棉的纖維素纖維。純天然材料，環保的制造流程，綠色環保。

到目前為止，同時具有超強、優異電導率、熱導率、防紫外、遠紅外，優良抗菌且適與皮膚直接接觸的舒適服用環保的功能性復合纖維的研究和制備方法尚未見報道，因此開發一種兼具石墨烯及天絲纖維優點的環保服用纖維十分必要。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種石墨烯天絲復合纖維及其制備方法，將石墨烯引入到天絲纖維中，把石墨烯的功能特性在天絲纖維上體現出來，使功能性優異的天絲纖維賦予良好的導電、導熱性、抗菌性、防紫外、遠紅外等功能，進一步提高天絲纖維力學性能。

技術方案：為解決上述問題，本發明的技術方案是：一種石墨烯天絲復合纖維石墨烯天絲復合纖維，所述石墨烯天絲復合纖維是利用氧化石墨烯溶液與纖維素漿粕加入NMMO(N—甲基嗎啉—N氧化物)和水經混合、溶解、過濾、通過干噴濕法工藝紡絲，再通過絲線與氧化石墨烯整理液整理制備而成的。

一種根據所述的石墨烯天絲復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：制備氧化石墨烯NMMO·H₂O溶液：將質量分數10-30％氧化石墨烯溶液加入到質量分數為70-80％的NMMO水溶液混合攪拌3-5h，超聲波中處理1-2h，通過減壓蒸餾得氧化石墨烯NMMO·H₂O溶液；

步驟二：溶解、過濾紡絲混合溶液：在氧化石墨烯NMMO·H₂O溶液中加入聚合度600-1000粉碎的木漿、抗菌劑、抗氧化劑，在100℃混合攪拌溶解3-5h，超聲波中處理1-2h，于70-80℃下抽真空15-20h，氧化石墨烯與木漿纖維素重量比為1:20-1:80；

步驟三：制備石墨烯天絲復合纖維：將溶解、過濾好的紡絲混合溶液，加入螺桿擠壓機，經紡絲、水洗、上油、干燥等后處理工序得到纖維；其中，螺桿擠壓機溫度90-130℃，噴絲板孔徑為10-60μm，孔毛細管長度400-600μm，噴頭拉伸比2.60-3.00，氣隙長度50-200mm，凝固浴NMMO水溶液濃度為10-30％，凝固浴長度1.5-2.5m，凝固浴溫度10-16℃，紡絲速度50-80m/min。

作為優化：所述步驟二中抗菌劑為：AEM5700-A納米銀無機抗菌劑、抗菌防霉劑BM-2、有機硅季銨鹽HM98-3、聚己二酰氨基甲酰亞胺鹽酸鹽、聚已亞甲基鹽酸PHMB。

作為優化：所述步驟二中抗氧化劑為：棓酸丙酯、抗氧劑AO-60、抗氧劑2112、SANBO-103R石墨抗氧劑、抗氧劑T501。

一種根據所述的石墨烯天絲復合纖維的制備方法制備出的纖維的處理工藝，所述石墨烯天絲復合纖維是由復合絲線與氧化石墨烯整理液整理制備而成；具體操作如下：