[发明专利]一种石墨烯改性的海藻纤维及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种石墨烯改性的海藻纤维及其制备方法、应用。该方法包括下列步骤：将第一部分石墨烯材料与海藻酸钠混合，得到第一混合物；将第二部分石墨烯材料分散于水中，得到第二混合物；将第一混合物与第二混合物在40～60℃下混匀，使海藻酸钠的浓度为2％～6％，得到第三混合物；向第三混合物中加入第三部分石墨烯材料，混匀制得纺丝液；步骤E：将纺丝液制成纤维；步骤A、步骤B和步骤D中所用的石墨烯材料的重量比为1～4:1～4:1。本发明的海藻纤维相比传统海藻纤维，增加了抗菌、抑菌性能和远红外功能，而且力学性能更优异，可用于卫生器材、服装、地毯或布匹等多种领域，尤其用于医用纱布和创可贴时优势显著。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其是涉及一种石墨烯改性的海藻纤维及其制备方法、应用。

背景技术

在当前的纺织品中，使用最多的纤维就是合成纤维、再生纤维和天然纤维。其中，合成纤维的原料是石油，属于不可再生资源，存在资源日益紧张、高消耗、高污染的问题，世界各国都在寻求绿色环保、可再生的资源来缓解合成纤维面临的问题。海藻纤维作为一种天然的、可生物降解的纤维，受到科研界的广泛讨论与研究。

海藻纤维的原材料来自天然海藻中所提取的海藻多糖，世界海洋中海藻的数量十分大，大约有2.5万种，用于纤维纺丝方面可以缓解全球面临的资源缺乏问题。常见的功能性海藻纤维的制备方法是将功能性物质直接加入海藻纤维纺丝原液中，由于海藻酸钠的水溶液粘度较大，很难混合均匀，需要加入流变改性剂来降低浓度，不仅增加了成本，而且损失纤维的力学性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种石墨烯改性的海藻纤维的制备方法，所述的制备方法解决了引入功能添加剂后海藻纤维力学性能降低的问题。

本发明的第二目的在于提供一种石墨烯改性的海藻纤维，该海藻纤维相比传统海藻纤维，增加了抗菌、抑菌性能和远红外功能，而且力学性能更优异，可用于卫生器材、服装、地毯或布匹等多种领域，尤其用于医用纱布和创可贴时优势显著。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种石墨烯改性的海藻纤维的制备方法，包括下列步骤：

步骤A：将第一部分石墨烯材料与海藻酸钠混合，得到第一混合物；

步骤B：将第二部分石墨烯材料分散于水中，得到第二混合物；

步骤C：将所述第一混合物与所述第二混合物在40～60℃下混匀，使海藻酸钠的质量百分比浓度为2％～10％，得到第三混合物；

步骤D：向所述第三混合物中加入第三部分石墨烯材料，混匀制得纺丝液；

步骤E：将所述纺丝液制成纤维；

所述步骤A、步骤B和步骤D中所用的石墨烯材料的重量比为1～4:1～4:1，优选2～4:2～4:1。

如上所述，本发明的制备方法将石墨烯材料分三步加入到海藻酸钠中，达到了以下效果：

首先，不需要添加额外的流变改性剂，即可克服海藻酸钠纺丝液粘度高无法与石墨烯混匀的问题，因此省去了流变改性剂的成本。

其次，不需要对石墨烯材料进行改进以提高其在海藻酸钠中的分散度，本发明石墨烯材料与海藻酸钠之间属于非共价键的结合，因此将两种原料的优良性能都完好保留，既保留了石墨烯材料远红外、轻质、导电、抑菌的优良性能，又保留了海藻纤维高吸收性、高透氧性、良好的生物相容性等优良性能。因此，本发明改性的海藻纤维具有抑菌率高、远红外性能强(温升≥2.1℃，发射率≥0.85)、生物相容性好、可降解等优点。