[發明專利]一種石墨烯改性PET混紡纖維的制備方法

有效

• 申請號: 202010413091.7
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111663199B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李皓巖
• 申請（專利權）人: 浙江雙兔新材料有限公司
• 主分類號: D01F8/14
• 分類號: D01F8/14;D01F1/09;D01F1/10;D01D5/34;D01D5/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明涉及化纖領域，針對現有技術的石墨烯改性纖維的過程中分散性較差的問題，公開了一種石墨烯改性PET混紡纖維的制備方法，包括以下制備步驟：1）用陽離子改性劑改性石墨烯；2）制備石墨烯改性切片：將改性陽離子石墨烯、改性劑及PET切片粉末進行共混；3）熔融：將PET切片和石墨烯改性切片熔融；4）混紡：兩種紡絲熔體從復合噴絲板噴出形成混紡纖維；5）后處理：將上述混紡纖維冷卻、上油、拉伸定型和卷繞。通過提升石墨烯片層的分散性，來提高石墨烯在復合纖維中均勻度，達到性能優良的石墨烯改性PET的復合纖維，使纖維本身具有良好的力學性能；通過把石墨烯母粒切片和PET切片復合噴絲板紡絲，制備得四葉草狀復合纖維。

技術領域

本發明涉及化纖領域，尤其涉及一種石墨烯改性PET混紡纖維的制備方法。

背景技術

石墨烯是一種新型碳材料，具有導熱性、導電性、機械強度好等優異的性能，被國內外研究人員譽為21世紀最具潛力材料。因為石墨烯擁有眾多杰出的性能，在化學、復合纖維、催化劑載體等各個領域都有著普遍的應用。我國石墨儲量豐富，并且已經形成了一系列的綜合產業，如采礦、加工、質量提純等。如今我國石墨年產量已經成為世界第一，約為世界總產量的一半，且石墨烯的研究制備工藝也在不斷的發展、進步、成熟，因此石墨烯被用于復合材料的改性是發展的趨勢所在。

滌綸(PET)是世界產量最大，應用最廣泛的合成纖維品種，占世界合成纖維產量的60％以上。PET具有高強度，優秀的物理機械性能，穩定性好等優點，是一種綜合性能優異的熱塑性樹脂，在各個領域中應用廣泛，例如纖維、包裝、容器、塑料等等。然而，因為PET分子鏈中含有剛性基團苯環，PET的抗靜電性能較差，大大限制了PET的應用。衣服上有靜電，大量的灰塵會被吸附在衣服表面上，導致它弄臟衣服并影響產品的質量。而且服裝帶電會使得服裝與人體之間產生電火花，極大的影響服飾的舒適度。更為重要的是，服裝帶有靜電在加工過程中易產生危險，嚴重時甚至會發生火災爆炸，影響加工人員的人身安全。為了充分發揮PET的各項優勢，如低成本、高性能，開發改性PET聚酯纖維具有十分重要的意義。

近年來，采用石墨烯與聚合物復合來制備具有導電、抗菌和遠紅外特性的功能纖維成為目前研究的一個重要方向，但是采用石墨烯來改善纖維功能特性的同時，存在石墨烯分散較差的技術問題，且所得改性纖維強度較低。

專利號CN201710138437.5，專利名稱“一種石墨烯天絲復合纖維及其制備方法”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。

其不足之處在于，制備石墨烯聚氨酯溶液的過程中，石墨烯片層易發生二次團聚，導致石墨烯的分散性較差。

發明內容

本發明是為了克服現有技術的石墨烯改性纖維的過程中分散性較差的問題，提供一種石墨烯改性PET混紡纖維的制備方法，一方面，通過提升石墨烯片層本身的分散性，來提高石墨烯在復合纖維中分布的均勻度，來達到性能優良的石墨烯改性PET的復合纖維，是纖維本身具有良好的力學性能；另一方面，通過把石墨烯母粒切片和PET切片復合噴絲板紡絲，從而制得集滌綸高彈性、高復性、高吸油性、高耐沖擊性及抗靜電、抗菌、遠紅外性能等性能于一身的石墨烯改性復合纖維，制備工藝簡單，節約成本。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種石墨烯改性PET混紡纖維的制備方法，包括以下制備步驟：

1)用陽離子改性劑改性石墨烯；

2)制備石墨烯改性切片：將改性陽離子石墨烯、改性劑及PET切片粉末進行共混，再通過雙螺桿擠出機造粒得石墨烯改性切片；