[发明专利]一种导电PET纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种导电PET纤维及其制备方法，该纤维具有良好的导电性及强度，电阻率达10³～10⁵Ω•cm。制备时，首先将GO、导电炭黑、乙二醇经高速搅拌和超声分散制得分散液，再将分散液、对苯二甲酸、催化剂、稳定剂置于高温反应釜中进行酯化缩聚反应，熔体特性粘度达到0.65～0.75dl/g时出料，然后冷却、切粒、干燥，制得导电PET纤维切片。本发明以氧化石墨烯与导电炭黑作为添加剂，导电炭黑吸附在氧化石墨烯片层表面和层间，PET与氧化石墨烯基团以化学键键合，改善了PET与导电添加剂的相容性与稳定性；其中，氧化石墨烯与导电炭黑协同作用，既大大提高了PET导电性能，又改善了PET的力学性能和耐热性能。

技术领域

本发明涉及一种导电PET纤维及其制备方法，属于高分子材料合成改性领域。

背景技术

PET纤维具有强度高、弹性好、耐热性好、耐光、耐磨和耐腐蚀等优异性能。但随着PET纤维应用领域的不断扩大，由于聚酯纤维的疏水性，纤维及其制品因摩擦或受到拉伸、压缩以及在干燥的电场中受到感应产生静电后易吸灰尘，缠绕身体，刺激皮肤，严重影响它作为服装材料穿着的舒适性。同时，作为地毯、窗帘等装饰用织物也存在静电干扰，在电子、石油、国防等科研和工业生产中，有时也会因静电而引起故障和恶性事故，因此国内外厂家纷纷致力于抗静电纤维和导电纤维的开发。由于抗静电纤维的抗静电性受温度和湿度影响很大，并且其亲水组分易被碱液溶掉，并使纤维原纤化，在纤维热定型以及织物精练、染色、洗涤中，抗静电性能都会受到损失，因此，研究开发抗静电效力持久，不受气候条件影响的导电纤维非常有必要。

石墨烯是碳原子以sp²杂交轨道呈蜂巢晶格排列构成的具有原子厚度的二维单层石墨晶体，比表面积大、电子迁移率高，力学性能好、韧性好，具有良好的导电性、优异的量子隧道效应，以及零质量的狄拉克费米子行为。常见的石墨烯衍生材料有氧化石墨烯（GO），GO的面内和边界上均具有共价键结合的含氧官能团，不仅使其具有亲水性和水溶性，为化学改性的石墨烯共价结合生物活性物质提供位点，还具备了极为有用的导电性和水分散性、多样的表面改性等性能。

现有技术中，利用石墨烯对PET进行改性时，大多将石墨烯分散于PET中，石墨烯与PET分子链之间没有通过化学键链接，石墨烯在PET中的相容性与分散性有待提高。如专利201410354504.3是将含石墨烯的导电粒子加入到聚酯粉料中，采用双螺杆造粒工艺制取石墨烯超导母粒；专利201510680473.5是将涤纶聚酯切片与石墨烯高速混合，双螺杆挤出、造粒；专利201510788212.5是将石墨烯、乙二醇、分散剂进行超分散制得石墨烯分散液，将分散液、对苯二甲酸、催化剂、稳定剂置于反应釜中，在高温条件下合成制得导电母粒。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种含氧化石墨烯的导电PET纤维及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种导电PET纤维的制备方法，包括如下步骤――

S1、将氧化石墨烯、导电炭黑和乙二醇经过搅拌及超声分散制得分散液；所述搅拌速度为800 rad/min；

S2、在分散液中添加对苯二甲酸、催化剂及稳定剂进行高温酯化反应；

S3、当经过S2反应的物料的熔体特性粘度在0.65～0.75dl/g时进行出料、冷却、切粒、干燥制得导电PET纤维切片；

S4、将S3中制得的导电PET切片经干燥、结晶、熔融挤出后纺丝获得导电PET纤维，熔融纺丝过程中螺杆温度为280～300℃，泵供量40～60g/min，卷绕速度800～3200m/min，牵伸机热盘和热板温度70～160℃，牵伸倍数1～5倍下纺丝获取导电纤维。

优选地，上述的制备方法当中，所述S2包括如下步骤：

S21、在分散液中添加对苯二甲酸、催化剂及稳定剂进行酯化温度为220～265℃酯化反应；