[发明专利]一种采用电子束辐照技术提升石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物性能的方法

说明书

本发明公开了一种采用电子束辐照技术提升石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物性能的方法，属于纺织材料技术领域。本发明先将石墨烯与聚酰胺、聚乙烯、聚酯类等高分子材料切片进行熔融共混，再将熔融共混后得到的产物进行电子束辐照，得到采用电子束辐照技术提升性能的石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物。利用本发明提供的方法得到的采用电子束辐照技术提升石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物，力学性能、电性能、抗老化性能等进一步增强，且方法简单、成本低，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种采用电子束辐照技术提升石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物性能的方法，属于纺织材料技术领域。

背景技术

石墨烯作为一种二维结构碳材料，具有优异的电学、热学、力学等物理化学性能，可以作为理想得功能填料，赋予复合材料优异的性能。因此，石墨烯被应用于一些功能材料的研究领域，如制备石墨烯改性功能纺织品。

目前，石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物基础材料主要通过熔融共混法或原位聚合法制备得到。所谓熔融共混法，是以在熔融状态下的聚合物单元的流动物理状况为推动力，在石墨烯包围的环境下形成复合材料。该方法利用聚合物的流动性代替了溶液混合法中的溶剂，避免了溶剂的脱除，在工艺过程上更为简捷与方便。所谓原位聚合法，是将石墨烯和聚合物单元在催化剂的催化下，引发剂引发聚合反应制备石墨烯/聚合物复合材料。然而，这两种制备方法均存在一定缺陷。高温熔融是一个物理过程，最终得到的产物存在结合不够紧密的问题；而原位聚合一般为化学过程，能够克服结合不够紧密的问题，但工业化生产难度较高。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种采用电子束辐照技术提升石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物性能的方法。利用本发明提供的方法得到的石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物，力学性能、电性能等进一步增强，且方法简单、成本低，适合工业化生产。

本发明的技术方案如下：

一种采用电子束辐照技术提升石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物性能的方法，包括如下步骤：

(1)将石墨烯与高分子切片在挤出机中进行熔融共混，所述高分子切片与石墨烯的质量比为100-1000:1；所述高分子切片为能够通过纺丝制成织物的高分子材料切片；所述高分子切片包括但不限于聚酰胺、聚乙烯、聚酯类高分子材料切片；所述高分子切片包括但不限于聚酰胺、聚乙烯、聚酯类高分子材料切片；

(2)对步骤(1)得到的熔融共混产物进行干燥处理，干燥后进行直纺，得到石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物；

(3)对步骤(2)得到的石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物进行电子束辐照，辐照后经过洗涤、烘干，得到电子束辐照后的石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物；所述的辐照是指剂量在30-1000kGy的电子辐照，其中，当步骤(1)使用的高分子切片为聚酰胺时，辐照剂量为30-60kGy；当步骤(1)使用的高分子切片为聚酯类时，辐照剂量为200-400kGy；当步骤(1)使用的高分子切片为聚乙烯时，辐照剂量为30-400kGy。

进一步地，所述石墨烯是指含羧基、羟基或环氧基官能团，且横向片径尺寸为1nm-10μm、纵向厚度不超过10nm的石墨烯材料。

进一步地，所述熔融共混的温度为200-300℃。

进一步地，步骤(2)中，所述干燥的温度为70-150℃，时间为2-5h。

进一步地，步骤(2)中，所述直纺的具体步骤包括：

(a)将熔融共混产物经喷丝板喷出，形成熔融共混产物细流；

(b)将(a)中熔融共混产物细流经冷凝风凝固化成细丝；

(c)将(b)中细丝牵引至收丝辊上，热拉伸得到石墨烯改性织物纤维或石墨烯改性织物。