[发明专利]一种石墨烯改性PET混纺纤维的制备方法

说明书

本发明涉及化纤领域，针对现有技术的石墨烯改性纤维的过程中分散性较差的问题，公开了一种石墨烯改性PET混纺纤维的制备方法，包括以下制备步骤：1）用阳离子改性剂改性石墨烯；2）制备石墨烯改性切片：将改性阳离子石墨烯、改性剂及PET切片粉末进行共混；3）熔融：将PET切片和石墨烯改性切片熔融；4）混纺：两种纺丝熔体从复合喷丝板喷出形成混纺纤维；5）后处理：将上述混纺纤维冷却、上油、拉伸定型和卷绕。通过提升石墨烯片层的分散性，来提高石墨烯在复合纤维中均匀度，达到性能优良的石墨烯改性PET的复合纤维，使纤维本身具有良好的力学性能；通过把石墨烯母粒切片和PET切片复合喷丝板纺丝，制备得四叶草状复合纤维。

技术领域

本发明涉及化纤领域，尤其涉及一种石墨烯改性PET混纺纤维的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种新型碳材料，具有导热性、导电性、机械强度好等优异的性能，被国内外研究人员誉为21世纪最具潜力材料。因为石墨烯拥有众多杰出的性能，在化学、复合纤维、催化剂载体等各个领域都有着普遍的应用。我国石墨储量丰富，并且已经形成了一系列的综合产业，如采矿、加工、质量提纯等。如今我国石墨年产量已经成为世界第一，约为世界总产量的一半，且石墨烯的研究制备工艺也在不断的发展、进步、成熟，因此石墨烯被用于复合材料的改性是发展的趋势所在。

涤纶(PET)是世界产量最大，应用最广泛的合成纤维品种，占世界合成纤维产量的60％以上。PET具有高强度，优秀的物理机械性能，稳定性好等优点，是一种综合性能优异的热塑性树脂，在各个领域中应用广泛，例如纤维、包装、容器、塑料等等。然而，因为PET分子链中含有刚性基团苯环，PET的抗静电性能较差，大大限制了PET的应用。衣服上有静电，大量的灰尘会被吸附在衣服表面上，导致它弄脏衣服并影响产品的质量。而且服装带电会使得服装与人体之间产生电火花，极大的影响服饰的舒适度。更为重要的是，服装带有静电在加工过程中易产生危险，严重时甚至会发生火灾爆炸，影响加工人员的人身安全。为了充分发挥PET的各项优势，如低成本、高性能，开发改性PET聚酯纤维具有十分重要的意义。

近年来，采用石墨烯与聚合物复合来制备具有导电、抗菌和远红外特性的功能纤维成为目前研究的一个重要方向，但是采用石墨烯来改善纤维功能特性的同时，存在石墨烯分散较差的技术问题，且所得改性纤维强度较低。

专利号CN201710138437.5，专利名称“一种石墨烯天丝复合纤维及其制备方法”本发明公开了一种石墨烯天丝复合纤维及其制备方法，所述石墨烯天丝复合纤维是利用氧化石墨烯溶液与纤维素浆粕加入NMMO(N—甲基吗啉—N氧化物)和水经混合、溶解、过滤、通过干喷湿法工艺纺丝，再通过丝线与氧化石墨烯整理液整理制备而成的。所述天丝复合纤维含有石墨烯，采用以下步骤：纺丝液制备，纺丝，纱线石墨烯整理。

其不足之处在于，制备石墨烯聚氨酯溶液的过程中，石墨烯片层易发生二次团聚，导致石墨烯的分散性较差。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的石墨烯改性纤维的过程中分散性较差的问题，提供一种石墨烯改性PET混纺纤维的制备方法，一方面，通过提升石墨烯片层本身的分散性，来提高石墨烯在复合纤维中分布的均匀度，来达到性能优良的石墨烯改性PET的复合纤维，是纤维本身具有良好的力学性能；另一方面，通过把石墨烯母粒切片和PET切片复合喷丝板纺丝，从而制得集涤纶高弹性、高复性、高吸油性、高耐冲击性及抗静电、抗菌、远红外性能等性能于一身的石墨烯改性复合纤维，制备工艺简单，节约成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种石墨烯改性PET混纺纤维的制备方法，包括以下制备步骤：

1)用阳离子改性剂改性石墨烯；

2)制备石墨烯改性切片：将改性阳离子石墨烯、改性剂及PET切片粉末进行共混，再通过双螺杆挤出机造粒得石墨烯改性切片；