[发明专利]一种超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤（1），将氧化石墨烯纳米片与改性剂混合均匀，以对氧化石墨烯纳米片进行表面改性，并获得石墨烯基液；所述改性剂由以下重量份的试剂混合得到：

ZrOCl₂ 1~2份；

H₃BTC 1~2份；

DMF 1~2份；

有机溶剂 3~6份；

其中，所述有机溶剂选自丙酮、甲醇和氯仿中的一种或两种以上；

步骤（2），将超高分子量聚乙烯粉体加入到盛有纺丝溶剂的反应釜中，升温至200-300℃，使超高分子量聚乙烯完全溶胀，获得超高分子量聚乙烯纺丝液；

步骤（3），将步骤（1）获得的石墨烯基液添加至装有步骤（2）所述的超高分子量聚乙烯纺丝液的反应釜中，混合均匀；保持温度在200-300℃，并施加磁力线方向能够交替变化的交替磁场，直至所述氧化石墨烯纳米片均衡分布于所述超高分子量聚乙烯纺丝液中，获得纺丝原液；

步骤（4），将步骤（3）中的纺丝原液进行纺丝处理，得到所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维。

2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯纳米片的横向尺寸为1-60微米，厚度为1-30纳米。

3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的有机溶剂由丙酮、甲醇和氯仿组成，丙酮、甲醇和氯仿的重量比分别为（1~2）：（1~2）：（1~2）。

4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的石墨烯基液中的氧化石墨烯纳米片与所述改性剂的质量百分比为10%-50%。

5.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量为300-500万。

6.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述超高分子量聚乙烯纺丝液中超高分子量聚乙烯的质量百分数为70-90％。

7.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述石墨烯基液与所述超高分子量聚乙烯纺丝液的质量百分比为30%-60%。

8.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述磁场的强度为0.05-0.4T。

9.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维的制备方法，其特征在于，

步骤（4）中，将步骤（3）中的纺丝原液从纺丝设备的喷丝孔喷出后，骤冷凝固形成凝胶原丝；使用萃取剂萃取所述凝胶原丝中的纺丝溶剂，并将所述凝胶原丝干燥及超倍牵伸后，得到所述的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维。

10.权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的超高分子量聚乙烯基石墨烯纳微自组装纤维。