[發明專利]一種石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纖及其制備方法

在審

• 申請號: 202010914749.2
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112011845A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 戚棟明;汪繼承;黃驊雋;李家煒;孫陽藝
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D01F6/52
• 分類號: D01F6/52;D01F1/10;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/14;C08F222/20;C08F220/54
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

1.一種石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纖的制備方法，包括以下步驟：

將石墨烯、丙烯類單體、丙烯酸酯單體、共聚單體、大分子交聯劑和引發劑混合，得到混合液；所述共聚單體為苯乙烯；所述丙烯類單體包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯中的一種或多種；所述丙烯酸酯單體包括丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯；

將所述混合液和水相分散體系混合，進行均質化處理，得到懸浮液；

將所述懸浮液進行原位懸浮聚合反應，得到石墨烯/聚合物微球；

將所述石墨烯/聚合物微球和化纖基體置于雙螺桿擠出機中進行熔融共混，經擠出牽伸后，得到石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纖；

所述大分子交聯劑為聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物；所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的數均分子量為550～750，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的數均分子量為200～1000；所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的質量比為9:1～1:9；所述大分子交聯劑的質量為丙烯類單體、丙烯酸酯單體和共聚單體總質量的0.1～0.5％；

所述石墨烯的質量為丙烯類單體、丙烯酸酯單體和共聚單體總質量的0.05～1％；

所述石墨烯/聚合物微球的平均粒徑為20～200μm。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述丙烯類單體、丙烯酸酯單體和共聚單體的質量比為15～50:10～40:10～45。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑為偶氮二異丁腈和/或過氧化苯甲酰；所述引發劑的質量為丙烯類單體、丙烯酸酯單體和共聚單體總質量的0.1～6％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述原位懸浮聚合反應在保護性氣氛中進行；所述原位懸浮聚合反應的溫度為50～80℃，時間為8～24h。

5.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯/聚合物微球的結構為聚合物微球包覆石墨烯，凝膠率為30～65％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯/聚合物微球和化纖基體的質量比為10～50:50～90。

7.權利要求1～6任一項所述制備方法制備得到的石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纖，聚合物微球在纖維中形成取向的微纖結構，石墨烯在微纖結構中呈取向排列。