[發明專利]一種具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810034376.2
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108532128B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 陳東進
• 申請（專利權）人: 尚妙根
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4374;D04H1/4382
• 代理公司: 臺州藍天知識產權代理有限公司 33229
• 代理人: 周緒洞

本發明提供一種具有分層結構的石墨烯/金屬硫化物/聚合物復合纖維膜及其制備方法，具體制備方法為：將氧化石墨烯水溶液中加入金屬離子溶液、PVP和硫粉，混合均勻后，滴加堿性溶液，加熱加壓密封反應，洗滌干燥，得到石墨烯包覆金屬硫化物的納米復合材料；將石墨烯包覆金屬硫化物的納米復合材料加入到細菌纖維素溶液中，誘導培養1?2d，得到半透明細菌纖維素薄膜包覆的納米復合材料；將聚合物中加入半透明細菌纖維素薄膜包覆的納米復合材料，加熱熔融后，在靜電紡絲裝置中，采用分層接收器，經靜電紡絲制備得到產品。本發明制備的復合纖維膜具有梯度孔洞結構，保溫性、力學性能和柔韌性好，可用于智能服裝領域。

技術領域

本發明屬于紡織材料技術領域，具體涉及一種具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜及其制備方法。

背景技術

靜電紡絲利用高壓電場對溶液態或熔融態聚合物進行拉伸成絲，可連續制備微納米級纖維，靜電紡絲具有可紡物質多，原料用量少，易于操作等優點，同時結合使用不同形式的接收裝置，靜電紡可制備具有不同結構的微納米纖維制品，如取向纖維、納米纖維紗、管狀纖維膜等，是目前制備納米結構材料的重要方法之一。

熔體靜電紡是將聚合物原料加熱至熔融狀態，熔體經靜電場力牽伸后冷卻凝固得到超細纖維，與溶液態靜電紡絲相比，因其紡絲過程無溶劑的參與，原料適用性廣、成本低、無毒無污染、產品轉換率高，特別適用于室溫下沒有合適溶劑的聚合物，在生物工程、組織工程、過濾等領域充滿前景。中國專利CN 106283217A公開的一種用于靜電紡絲的分層式接收器及制備納米纖維的方法，該納米纖維的制備方法為，分層式接收器包括若干半徑逐步遞減的分層板，形成塔形結構，其中半徑最小的分層板一端與出絲裝置相對，會在出絲裝置和分層接受器之間形成內外多層分布的高壓靜電場，在高壓靜電場的作用下，帶電液滴形成泰勒錐并產生鞭動效應，進而形成納米纖維，形成的納米纖維分層沉積在出絲裝置相對的分層式接收器上，進而形成多層結構的納米纖維集合體，該方法制備的每層內部納米纖維彼此緊密排列，經過旋轉加捻后形成的納米纖維集合體結構致密有序，性能穩定。中國專利CN 102505403B公開的一種具有分層次孔結構的活性炭纖維膜的制備方法，將6g分子量為150000的聚丙烯腈粉末溶于54g N,N-二甲基甲酰胺中，在80℃水浴中恒溫攪拌6h；然后將0.3g炭黑加入到聚丙烯腈溶液中，并超聲6h，使其均勻分散；將得到的混合溶液置于針筒中，在直流高壓為22kV，接受距離為15cm的條件下電紡成膜，然后將膜置于管式爐中，以1℃/min的升溫速率升至280℃，空氣氣氛下穩定2h；再在惰性氣氛下升溫至活化溫度900℃，通入二氧化碳，流量為150ml/min，活化30min，制備得到具有分層次孔結構的活性炭纖維膜。由上述現有技術可知，通過改變靜電紡絲的設備或者靜電紡絲的紡絲液可以制備得到具有分層結構的纖維膜，但是目前制備的分層結構纖維膜多作為過濾材料或者醫藥生物材料，在紡織材料的研究并不多見。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜及其制備方法，本發明將石墨烯包覆金屬硫化物形成的納米復合材料的表面包覆細菌纖維素層作為功能改性填料，加入到聚乙烯/聚乳酸聚合物中，通過靜電紡絲得到的具有分層結構的聚合物纖維膜，賦予具有分層結構的聚合物纖維膜良好的保溫性、力學性能和柔韌性，滿足智能服裝領域的使用需要。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜，其特征在于，所述具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜包括石墨烯、金屬硫化物、聚合物和細菌纖維素，所述具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜是經靜電紡絲制備得到，所述石墨烯包覆金屬硫化物形成的納米復合材料的表面包覆細菌纖維素層。

作為上述技術方案的優選，所述聚合物為聚乙烯或者聚乳酸。

本發明還提供一種具有分層結構的石墨烯-金屬硫化物-聚合物復合纖維膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：