[发明专利]一种太赫兹-石墨烯纤维材料及其制作方法

权利要求书

1.一种太赫兹-石墨烯纤维材料的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备物料；

2)改性棉纤维的制备：

a)制备氧化石墨烯：取鳞片石墨和氯化钠，混合研磨，去离子水清洗，烘干，再加入浓硫酸，室温下搅拌，冰水浴冷却，缓慢降温至13-15℃，再加入高锰酸钾，搅拌，再置于45-50℃油浴中，升温至75-80℃，保温反应40-50min，再升温至100-105℃，保温反应，加入过氧化氢溶液充分搅拌，离心，得到氧化石墨烯；

b)取氧化石墨烯，无水乙醇溶解，超声分散，再加入棉纤维，继续超声，再在室温下缓慢滴加钛酸四丁酯溶液，升温至65-70℃，继续超声，再缓慢滴加二氧化硅溶胶，保持温度为65-75℃，超声处理，取出棉纤维，80-90℃下烘干，再升温至120-125℃，固化3-5min，得到改性棉纤维；

3)改性粘胶纤维的制备：

a)取太赫兹矿物，在800-850℃的温度下煅烧，冷却至50-60℃，研磨粉碎，得到太赫兹矿物粉；

b)取乳化剂，去离子水溶解，升温至70-75℃，再加入正十八烷、聚氨酯和太赫兹矿物粉，超声分散，剪切乳化1-2h，冰水浴冷却至室温；再加入固化剂，缓慢升温至40-45℃，保温1-5h，得到物料A；

c)取石墨烯，去离子水溶解，超声分散，得到石墨烯分散液，再加入粘胶纤维，混合研磨，搅拌，加入物料A，继续搅拌，静置，在真空条件下对滤液脱除气泡，得到纺丝溶液；

d)取纺丝溶液，用计量泵输入喷丝头，喷出胶束，再在凝固浴中固化拉伸，得到改性粘胶纤维；

4)取改性棉纤维、改性粘胶纤维和蚕丝纤维，采用自动编织机上进行编织，得到混合纤维；所述混合纤维各组分原料包括：以重量计，改性棉纤维2-5份、改性粘胶纤维2-4份、蚕丝纤维1-2份；再采用太赫兹量子波发射仪对混合纤维进行间歇性照射，每小时照射5-15min，持续照射3-8h，照射频率为0.8-2.5THz，照射波长为4-16μm，得到所述纤维材料。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹-石墨烯纤维材料的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备物料：

a)称取石墨烯、乳化剂、正十八烷、聚氨酯、太赫兹矿物、固化剂、粘胶纤维和凝固浴，备用；

b)称取棉纤维、钛酸四丁酯、鳞片石墨、氯化钠、浓硫酸、高锰酸钾、过氧化氢、二氧化硅溶胶和蚕丝纤维，备用；

2)改性棉纤维的制备：

a)制备氧化石墨烯：取鳞片石墨和氯化钠，混合研磨，去离子水清洗，烘干，再加入浓硫酸，室温下搅拌8-10h，冰水浴冷却，缓慢降温至13-15℃，再加入高锰酸钾，搅拌30-40min，再置于45-50℃油浴中，升温至75-80℃，保温反应40-50min，再升温至100-105℃，保温反应15-20min，加入过氧化氢溶液充分搅拌5-10min，离心，转速为8000-9000r/min，得到氧化石墨烯；

b)取氧化石墨烯，无水乙醇溶解，超声分散1-1.2h，再加入棉纤维，继续超声5-10min，再在室温下缓慢滴加钛酸四丁酯溶液，升温至65-70℃，继续超声2-3h，再缓慢滴加二氧化硅溶胶，保持温度为65-75℃，超声处理2-3h，取出棉纤维，80-90℃下烘干5-8min，再升温至120-125℃，固化3-5min，得到改性棉纤维；

3)改性粘胶纤维的制备：

a)取太赫兹矿物，在800-850℃的温度下煅烧，煅烧时间为1-2h，再冷却至50-60℃，研磨粉碎，得到太赫兹矿物粉；

b)取乳化剂，去离子水溶解，升温至70-75℃，再加入正十八烷、聚氨酯和太赫兹矿物粉，超声分散15-25min，剪切乳化1-2h，冰水浴冷却至室温；再加入固化剂，缓慢升温至40-45℃，保温1-5h，得到物料A；

c)取石墨烯，去离子水溶解，超声分散20-30min，得到石墨烯分散液，再加入粘胶纤维，混合研磨，搅拌20-30min，加入物料A，继续搅拌20-30min，转速为100-150r/min，静置3-6h，在真空条件下对滤液脱除气泡，得到纺丝溶液；

d)取纺丝溶液，用计量泵输入喷丝头，喷丝头的孔径为0.01-0.05mm，喷出胶束，再在凝固浴中固化拉伸，得到改性粘胶纤维；

4)取改性棉纤维、改性粘胶纤维和蚕丝纤维，采用自动编织机上进行编织，得到混合纤维；所述混合纤维各组分原料包括：以重量计，改性棉纤维2-5份、改性粘胶纤维2-4份、蚕丝纤维1-2份；再采用太赫兹量子波发射仪对混合纤维进行间歇性照射，每小时照射5-15min，持续照射3-8h，照射频率为0.8-2.5THz，照射波长为4-16μm，得到所述纤维材料。