[发明专利]一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束及其制备方法

说明书

本发明属于功能纺织品领域，具体涉及一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束及其制备方法，依次包括芳纶丝束基体层、石墨烯单片层和银薄膜；其中：芳纶丝束基体层由若干芳纶长丝形成的丝束均匀排布而成；石墨烯单片层由若干石墨烯纳米片均匀排布附着于芳纶丝束基体层表面；其中，石墨烯纳米片穿插延伸于芳纶长丝间隙；银薄膜为由若干银颗粒均匀排布成网状结构的薄膜，厚度为600～1500nm，附着于石墨烯单片层表面；银颗粒部分嵌入石墨烯纳米片中并填充石墨烯纳米片间隙；其制备方法为芳纶丝束等离子体处理后，粘附氧化石墨烯并还原，磁控溅射银靶材即得，导电性得到大幅度提升，提高芳纶长丝的强力，扩展其应用领域。

技术领域

本发明属于功能纺织品领域，具体涉及一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束及其制备方法。

背景技术

芳纶具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。通过表面化处理可以提高芳纶的导电性或增加更多的优异的性能，拓展其应用领域，所以对芳纶的表面化处理一直是研究的热点。

石墨烯自2004年被A.Geim和K.Novoselov发现以来，由于其独特的二维平面结构和优越的光学、电学特性等优点，成为近几年的研究热点之一，其优异的透光率、电子迁移率和导电率、力学性能和机械延展性、良好的热稳定性与化学稳定性，使其在光电子器件领域具有广泛的应用前景。通过浸渍石墨烯对提高芳纶的导电性能有一定的帮助，但效果不是特别突出，而且会随着时间的延长有所减弱，所以需要进一步表面化处理提高其导电性，浸渍石墨烯和磁控溅射镀膜更加丰富了芳纶性能，特别是增强了导电性，拓展芳纶的应用领域。

发明内容

本发明提供一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束，该复合长丝增强了芳纶的导电性，赋予了芳纶长丝银和石墨烯的优异性能，拓展了芳纶应用领域。

本发明还提供上述导电石墨烯/银复合芳纶丝束的制备方法，该方法简单易控，对增强芳纶导电性有很大帮助。

本发明的技术方案为：

第一方面，导电石墨烯/银复合芳纶丝束，依次包括芳纶丝束基体层、石墨烯单片层和银薄膜；其中，所述芳纶丝束基体层的质量百分比为60％～70％，所述石墨烯单片层的质量百分比为5％～10％，所述银薄膜的质量百分比为25％～35％；

所述芳纶丝束基体层由若干芳纶长丝形成的丝束均匀排布而成；

所述石墨烯单片层由若干石墨烯纳米片均匀排布附着于所述芳纶丝束基体层表面；其中，所述石墨烯纳米片穿插延伸于所述芳纶长丝间隙；

所述银薄膜为由若干银颗粒均匀排布成网状结构的薄膜，厚度为600～1500nm，附着于所述石墨烯单片层表面；所述银颗粒部分嵌入所述石墨烯纳米片中并填充所述石墨烯纳米片间隙。

优选地，所述网状分布的银薄膜横向和纵向均为纳米级。

优选地，所述银薄膜的厚度为900～1200nm。

上述任一导电石墨烯/银复合芳纶丝束中，所述石墨烯单片层以嵌入形式附着在芳纶丝束基体上，提高石墨烯单片层与芳纶长丝的结合度，以及复合长丝的韧性和抗断裂强度。所述银薄膜以嵌入形式附着在石墨烯单片层上，银颗粒紧密相连并填充石墨烯纳米片间隙，提高石墨烯纳米片的致密性、结合度和连接性，进而增强石墨烯单片层和银薄膜的致密性、结合度和导电性能；而且石墨烯单片层上附着的银薄膜还可为石墨烯单片层提供保护，减缓对石墨烯单片层的破坏，进一步提高复合长丝的韧性和抗断裂强度，石墨烯单片层与银薄膜相互结合，进一步提高芳纶丝束的导电性能。另外，银薄膜采用网状分，在保证高导电性能的同时，降低银的使用量，节约投入成本。

第二方面，上述任一导电石墨烯/银复合芳纶丝束的制备方法，步骤包括：

(1)所述芳纶丝束用有机溶剂清洗后，进行低压真空等离子体修饰；