[发明专利]一种高强度壳聚糖复合纤维与石墨烯混纺的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高强度壳聚糖复合纤维与石墨烯混纺的制备工艺，具体包括以下步骤：S1、壳聚糖复合纤维原浆液的制备：首先选择相应配比的壳聚糖粉末、海藻酸钠颗粒和聚乙烯醇粉末，然后将选取的壳聚糖粉末、海藻酸钠颗粒和聚乙烯醇粉末依次加入到混合试剂瓶内，本发明涉及材料加工技术领域。该高强度壳聚糖复合纤维与石墨烯混纺的制备工艺，可实现将壳聚糖复合纤维和石墨烯纤维进行分开纺丝然后再进行混纺面料，来增强复合面料的力学性能，很好的达到了通过对复合纤维的混纺工艺进行改进来获得高强度复合纤维面料的目的，从而大大增强了复合纤维力学性能，可实现抵抗较大的拉扯和剪切负荷，从而大大方便了人们的使用。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体为一种高强度壳聚糖复合纤维与石墨烯混纺的制备工艺。

背景技术

壳聚糖又称可溶性甲壳素，是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的生物高分子，壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基，它们具有较强的化学反应能力，能对壳聚糖进行各种化学修饰和改性，因壳聚糖分子中带有游离氨基，在酸性溶液中可溶、且呈阳离子性质，正是其独特性质的所在，由此奠定了壳聚糖的许多生物学特性及成型加工特性的基础，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究获得广泛关注，作为一种可溶性的高分子，壳聚糖具有一定的可纺性，可以通过纺丝工艺制备具有抗菌性能的壳聚糖纤维，壳聚糖的纺丝一般是先将壳聚糖溶解在合适的溶剂(如醋酸)中制备纺丝液，再经过喷丝、凝固、拉伸、洗涤、干燥等一系列湿法纺丝的工艺制备而成，石墨烯是继零维的富勒烯和一维碳纳米管之后发现的新型二维碳结构纳米材料，其结构是由碳原子以sp2杂化轨道组成的碳六元环，氧化石墨烯是石墨烯的衍生物，与石墨烯的机构大体相同，但是氧化石墨烯基面及边缘含有羟基和羧基等易于修饰的活性功能基团，这些功能基团赋予氧化石墨烯一些新的特性，近年的研究还表明，石墨烯和氧化石墨烯具有良好的抗菌性能和生物相容性，同时也是抗菌活性物质的理想载体，石墨烯可以与细菌细胞膜上的磷脂分子发生很强的色散相互作用，因而能够大规模直接抽取细胞膜上的磷脂分子，将细菌杀死，而人类的血液循环系统中的血清蛋白则可以与石墨烯形成“蛋白外包体”，从而阻止石墨烯直接伤害到人体细胞。

目前的壳聚糖复合纤维大多是将石墨烯材料加入到壳聚糖纤维内同时进行纺丝而得到复合纤维，然而，这样的复合纤维力学性能仍然较差，不能抵抗较大的拉扯和剪切负荷，同时这样的复合纤维不适用于混纺面料的加工，不能实现将壳聚糖复合纤维和石墨烯纤维进行分开纺丝然后再进行混纺面料，来增强复合面料的力学性能，无法达到通过对复合纤维的混纺工艺进行改进来获得高强度复合纤维面料的目的，从而给人们的使用带来了极大的不便，

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度壳聚糖复合纤维与石墨烯混纺的制备工艺，解决了现有的复合纤维力学性能较差，不能抵抗较大的拉扯和剪切负荷，同时这样的复合纤维不适用于混纺面料的加工，不能实现将壳聚糖复合纤维和石墨烯纤维进行分开纺丝然后再进行混纺面料，来增强复合面料的力学性能，无法达到通过对复合纤维的混纺工艺进行改进来获得高强度复合纤维面料目的的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高强度壳聚糖复合纤维与石墨烯混纺的制备工艺，具体包括以下步骤：

S1、壳聚糖复合纤维原浆液的制备：首先选择相应配比的壳聚糖粉末、海藻酸钠颗粒和聚乙烯醇粉末，然后将选取的壳聚糖粉末、海藻酸钠颗粒和聚乙烯醇粉末依次加入到混合试剂瓶内，再箱混合试剂瓶内加入相应配比的去离子水，之后通过搅拌棒预搅拌20-30min，得到预混合液，之后将得到的预混合液倒入混合搅拌机内，以转速为600-800r/min，在20-25℃室温搅拌1-2h，可获得壳聚糖复合纤维的原浆液；