[发明专利]一种石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纤及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纤的制备方法，包括以下步骤：

将石墨烯、丙烯类单体、丙烯酸酯单体、共聚单体、大分子交联剂和引发剂混合，得到混合液；所述共聚单体为苯乙烯；所述丙烯类单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯；

将所述混合液和水相分散体系混合，进行均质化处理，得到悬浮液；

将所述悬浮液进行原位悬浮聚合反应，得到石墨烯/聚合物微球；

将所述石墨烯/聚合物微球和化纤基体置于双螺杆挤出机中进行熔融共混，经挤出牵伸后，得到石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纤；

所述大分子交联剂为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物；所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的数均分子量为550～750，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为200～1000；所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为9:1～1:9；所述大分子交联剂的质量为丙烯类单体、丙烯酸酯单体和共聚单体总质量的0.1～0.5％；

所述石墨烯的质量为丙烯类单体、丙烯酸酯单体和共聚单体总质量的0.05～1％；

所述石墨烯/聚合物微球的平均粒径为20～200μm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯类单体、丙烯酸酯单体和共聚单体的质量比为15～50:10～40:10～45。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化苯甲酰；所述引发剂的质量为丙烯类单体、丙烯酸酯单体和共聚单体总质量的0.1～6％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原位悬浮聚合反应在保护性气氛中进行；所述原位悬浮聚合反应的温度为50～80℃，时间为8～24h。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯/聚合物微球的结构为聚合物微球包覆石墨烯，凝胶率为30～65％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯/聚合物微球和化纤基体的质量比为10～50:50～90。

7.权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到的石墨烯/聚合物多重取向填充改性化纤，聚合物微球在纤维中形成取向的微纤结构，石墨烯在微纤结构中呈取向排列。