[发明专利]一种提高石墨烯整理织物导电性、导电均匀性和耐久性的方法

说明书

本发明公开了一种提高石墨烯整理织物导电性、导电均匀性和耐久性的方法，采用浸渍法使氧化石墨烯吸附于织物表面，然后不排液直接在浸渍处理液中在超声加热条件下加入还原剂，使织物表面和处理液中的氧化石墨烯同时转变成还原氧化石墨烯，同时还原过程中溶液中的部分氧化石墨烯因与织物上还原氧化石墨烯之间的π‑π而又一次吸附到织物表面，超声波处理促进了氧化石墨烯的剥离提高耐久性，同时促使氧化石墨烯在织物表面的分布更加均匀提高导电的均匀性。通过本发明的方法实现耐久性和均匀性导电织物的制备和残留氧化石墨烯的回收，该织物可用于智能可穿戴服饰面料、也可用于柔性电子器件、医疗保健、智能运动等多个领域。

技术领域

本发明属于染整技术领域，具体涉及一种提高石墨烯整理织物导电性、导电均匀性和耐久性的方法。

背景技术

智能纺织服饰是集传感、伺服、通讯、记忆、自适应、自修复、自供能量和学习等功能的纤维集合体器件，可以按程序感知外部激励并作出响应，在微米级纤维的表面和中间建有纳米或亚微米结构以实现其功能。基于纤维材料的可穿戴器件是以纤维材料为基础的柔性电子、光子技术，可按程序感知外部激励并变化的智能纺织技术。通过导电整理赋予纺织品可穿戴特性是近年来研究的热点，其中石墨烯柔性导电可穿戴纺织品更是广受关注。在石墨烯导电整理中，石墨烯在织物表面的沉积均匀性直接影响了织物的导电均匀性，而织物的导电均匀性直接影响织物的可穿戴智能特性，因此石墨烯导电纺织品的导电均匀性是值得特别关注的议题。

发明专利CN 104328653 B公开了一种氧化石墨烯衍生物用于纺织品多功能整理的方法，通过将织物浸渍氧化石墨烯衍生物水溶液，再将织物烘干后进行还原，使织物表面覆盖一层还原氧化石墨烯衍生物，然后重复上述步骤，获得效果优良的导电、抗紫外、拒水多功能织物。文献(曹机良.基于氧化石墨烯柔性导电纤维材料制备及性能[D].江南大学,2017.)公开了一种采用氧化石墨烯对蚕丝进行浸渍和浸轧处理，通过多次浸渍或浸轧处理后烘干吸附氧化石墨烯的织物，再将烘干的的吸附氧化石墨烯的织物浸渍到含有保险粉的溶液中将氧化石墨烯还原，可赋予织物导电性的方法。目前未见在氧化石墨烯对织物浸渍导电整理过程中增加超声以提高织物导电性、导电均匀性和耐久性，且浸渍完不经排液直接在氧化石墨烯残液中对织物表面和残液中的氧化石墨烯同时还原，使残液中的氧化石墨烯二次吸附到织物表面，而残液中的氧化石墨烯可回收利用，减少废水处理负担的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对当前氧化石墨烯浸渍整理织物的均匀性较差，浸渍完的氧化石墨烯残留需要处理的问题，提供一种织物超声浸渍处理氧化石墨烯溶液后不排液直接在氧化石墨烯溶液中超声还原的方法，实现了织物表面的氧化石墨烯和溶液中的氧化石墨烯同时还原，且溶液中的氧化石墨烯还会二次吸附到织物表面提高了织物的导电性，而全程超声处理提高了织物的导电均匀性和导电耐久性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种提高石墨烯整理织物导电性、导电均匀性和耐久性的方法，步骤如下：

(1)制备氧化石墨烯：采取超声Hummers法，以石墨为原料，制备氧化石墨烯(GO)，离心留取4000～10000r/min的氧化石墨烯沉淀，冷冻干燥，得到均匀分散的氧化石墨烯；

(2)制备氧化石墨烯水溶液：配制0.2～10g/L氧化石墨烯水溶液，在0～30℃超声条件下搅拌处理10～60min，待用；

(3)将氧化石墨烯施加到织物表面并还原：将织物浸入(2)所得氧化石墨烯水溶液中于0～30℃超声振荡处理20～120min，再以0.5～3℃/min的速率升温至70～100℃，然后投入2～10g/L的还原剂，保温处理10～90min，处理结束充分水洗、烘干；

(4)溶液中还原氧化石墨烯的回收：将织物取出后，溶液中的固体悬浮物经抽滤、水洗、冷冻干燥可得到高品质的还原氧化石墨烯。