[发明专利]一种改性纤维制品、制备方法及其用途

说明书

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石墨烯的复合牢固度不够强，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，进一步保障石墨烯的附着牢固度，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，能够改进所述纤维制品的导电性或远红外等性能，同时保证是石墨烯的附着牢固度。

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，所述改性纤维内部存在石墨烯类物质，所述改性纤维外部也存在石墨烯类物质。

本发明通过在纤维内部和外部同时设置石墨烯类物质，能够提高石墨烯类物质在纤维上的牢固性，同时提高石墨烯在纤维径向的分部均匀性。

优选地，本发明所述改性纤维中，存在于所述改性纤维外部的石墨烯类物质比存在于改性纤维内部的石墨烯类物质多。所述改性纤维外部具有较多的石墨烯类物质，在改性纤维的外部能够搭接在一起，更好的提高所述改性纤维制品的导电性。

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。

优选地，所述改性纤维制品中石墨烯类物质总质量不超过纤维制品总质量的0.5～3wt％。石墨烯类物质含量不宜过多，过多容易导致纤维强度降低，资源浪费。

在本发明中，所述改性纤维内部包括改性纤维的结晶区、非结晶区、以及结晶区与非结晶区之间的间隙。

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。

优选地，所述改性纤维内部结晶区存在石墨烯类物质，同时所述改性纤维外部存在石墨烯类物质。

优选地，所述石墨烯类物质包括石墨烯、生物质石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的任意1种或至少2种的混合，优选石墨烯和/或生物质石墨烯。

优选地，所述石墨烯衍生物包括元素掺杂石墨烯或官能团化石墨烯物中的任意1种或至少2种的组合。

优选地，所述石墨烯类物质的粒径≤20μm，例如0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、19μm等。

优选地，所述改性纤维内部存在的石墨烯类物质的粒径小于1μm，例如0.05μm、、0.1μm0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm等。

优选地，所述改性纤维外部存在的石墨烯类物质的粒径为1～20μm，例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、19μm等。

在一个具体实施方式中，本发明所述改性纤维制品含有改性纤维，所述改性纤维内部结晶区存在石墨烯类物质，所述改性纤维外部也存在石墨烯类物质。