[发明专利]一种改性纤维制品、制备方法及其用途

说明书

本发明涉及一种改性纤维制品、制备方法及其用途，所述改性纤维制品含有改性纤维，所述改性纤维含有石墨烯类物质，粒径小于1μm的石墨烯类物质主要存在于所述改性纤维内部，粒径为1～20μm的石墨烯类物质主要存在于所述改性纤维的外部。本发明通过合理配合纤维内部和外部石墨烯类物质的分布，能够实现石墨烯类物质的均匀分布，尤其是在径向上的均匀分布；本发明通过在内部和外部同时分布不同粒径的石墨烯，增加了石墨烯的密度，提高了纤维的导电性；通过添加生物质石墨烯提高了纤维的远红外功能，使得人体穿戴后增强了微循环；本发明通过在纤维内部和外部，尤其是内部的结晶区也复合有石墨烯类物质，大大增加了石墨烯类物质的牢固度，提高了纤维的耐洗性。

技术领域

本发明属于纤维制品制备领域，具体涉及一种改性纤维制品、制备方法及其用途，特别涉及一种导电的改性纤维制品、制备方法及其用途。

背景技术

导电纤维的研制始于20世纪60年代，导电纤维通常是指在标准环境下(温度20℃，湿度65％)，比电阻低于10⁷Ω·cm。其发展历程大致包括4个阶段：金属纤维、碳纤维及含碳黑复合聚合物的复合型导电纤维，含有金属盐的导电纤维，导电高聚物导电纤维。虽然导电纤维得到了长足的发展，但也存在着一定的问题，如由金属导电纤维和镀金属导电纤维制成的织物手感粗糙，舒适性较差，导电聚合物工艺较复杂，污染严重。再者，通过涂覆或者简单的浸渍工艺制备的纤维制品中，石墨烯的附着牢固度不够强，洗涤多次后便失去附加的功能。因此，开发新的制备导电纤维的新方法具有重要意义和实际应用前景。

石墨烯是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维材料，具有许多优异的性能(高强、高导热、高导电、高轻质)，同时也拥有大π共轭体系。自从2004年被发现起，石墨烯就成为了科学界的一大研究热点。在对石墨烯的物理化学性质进行研究的同时，与石墨烯相关的复合材料层出不穷。现有技术将石墨烯与纺织纤维复合，期望能够获得具有导电性和远红外等功能性纤维性纤维的同时，进一步保障石墨烯类物质在纤维上的牢固度，使其功能不因水洗次数的增多而大幅度衰减。

本领域需要开发一种改性纤维制品，其与石墨烯类材料复合，能够提高所述纤维制品的导电性或远红外等性能，同时保证其牢固程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性纤维制品，所述改性纤维制品含有改性纤维，所述改性纤维含有石墨烯类物质，粒径小于1μm(例如0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm等)的石墨烯类物质主要存在于所述改性纤维内部，粒径为1～20μm(例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm等)的石墨烯类物质主要存在于所述改性纤维的外部。

所述“主要”意指大部分，在某种程度上可以理解为80wt％以上，或90wt％以上，或95wt％以上。

纤维是有大分子材料聚集得到的，大分子有规律的相互整齐稳定的排列成具有高度的几何规整性，成为结晶结构或结晶态。纤维大分子有规律的整齐排列的区域成为结晶区；在结晶区大分子链段排列规整，结构紧密，缝隙和孔洞较少，分子间结合力强。纤维大分子无规律地紊乱排列的区域为非结晶区，在非结晶区，大分子链段排列混乱，无规则，结构松散，有较多的缝隙和孔洞，相互结合力小。

本发明所述间隙、空隙、孔洞可以相互替换，代表纤维内部的空隙。

本发明通过在纤维内部和外部分布不同粒径的石墨烯类物质，能够同时提高石墨烯类物质在纤维上的附着牢固度，同时提高在纤维径向的分布均匀性。1～20μm的石墨烯类物质以包覆、贴合的方式存在于所述纤维的外部，一方面能够起到保证内部石墨烯类物质牢固存在的作用，另一方面还起到提高石墨烯类物质颗粒之间的接触，增加导电性的作用。

优选地，所述粒径小于1μm的石墨烯类物质存在于所述改性纤维内部的结晶区、非结晶区、以及结晶区与非结晶区之间的间隙中的至少1处。