[发明专利]一种石墨烯涤纶复合材料母粒及纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯涤纶复合材料母粒的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，称取氧化石墨烯8‑12份、分散剂0.2‑1份，偶联剂5‑8份，增塑剂3‑6份；步骤2，将所述步骤1称取的各组分混合均匀，加热后进行压滤，得到石墨烯混合物；步骤3，将所述步骤2的石墨烯混合物与涤纶颗粒通过球磨混合，过筛后得到石墨烯涤纶复合材料母粒；本发明还公开了一种石墨烯涤纶纤维的制备方法；本发明制备的石墨烯涤纶纤维的制备方法具有良好的断裂强度和导电性能。

技术领域

本发明属于石墨烯材料技术领域，具体涉及一种石墨烯涤纶复合材料母粒及纤维的制备方法。

背景技术

石墨烯是由单层碳原子构成的二维片状纳米材料，是碳原子以sp²杂化键合成的，具有六角形蜂巢晶格结构的平面薄膜，具有优越的光、电、热和机械性能，引起了众多研究者的兴趣，迅速成长为材料和理论研究领域的研究热点，仅仅几年间就取得了很多振奋人心的进展。石墨烯是继碳纳米管之后诞生的又一个明星碳纳米材料，它拥有超高的理论比表面积，高本征迁移率，高杨氏模量和理论电导率，及高透光率和电导率等特点，在能量存储，透明电极等方面有着极大的应用潜力；迄今为止，石墨烯已经成为二维纳米材料的代表推进着纳米复合材料、传感器、能源、催化、电子及光学器件等领域的进步和革新。

涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称，是以精对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶的用途很广，大量用于制造衣着面料和工业制品。

然而，现有石墨烯涤纶纤维的表面光洁度、导电性能以及纤维断裂强力都比较差，影响后期产品的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯涤纶复合材料母粒的制备方法，解决了现有技术中石墨烯涤纶母粒性状一致性较差的问题。

本发明的另一个目的是提供一种石墨烯涤纶纤维的制备方法。

本发明所采用的技术方案是:

一种石墨烯涤纶复合材料母粒的制备方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，称取氧化石墨烯8-12份、分散剂0.2-1份，偶联剂5-8份，增塑剂3-6份；

步骤2，将所述步骤1称取的各组分混合均匀，加热后进行压滤，得到石墨烯混合物；

步骤3，将所述步骤2的石墨烯混合物与涤纶颗粒通过球磨混合，过筛后得到石墨烯涤纶复合材料母粒。

本发明的特点还在于，

所述分散剂包括苯胺低聚物或苯胺低聚物衍生物，所述苯胺低聚物或苯胺低聚物衍生物为电活性高分子。

所述苯胺低聚物或苯胺低聚物衍生物与氧化石墨烯之间通过π-π键结合。

所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、A-171、KH-792或KH-602中的一种。

所述增塑剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯醇或矿物油中的一种。

所述步骤2中在氮气环境下进行加热，加热的温度为30-60℃，加热的时间为30min-60min。

所述步骤3中采用机械球磨机进行球磨，所述机械球磨机内设置有球磨珠，所述球磨珠的直径为0.3-4mm。

一种石墨烯涤纶纤维的制备方法，将上述的石墨烯涤纶复合材料母粒与石墨同时加入高速混料机中，混合均匀后进行酯化工艺、缩聚工艺以及熔融纺丝工艺，即得石墨烯涤纶纤维。

本发明的特点还在于，

所述石墨烯涤纶复合材料母粒与石墨的质量比为10：0.5-2.5。