[发明专利]一种石墨烯纤维毛条及其制备方法

说明书

本申请涉及纤维制品技术领域，具体公开了一种石墨烯纤维毛条及其制备方法。石墨烯纤维毛条由包括以下重量份的原料制成：聚酰胺‑6 60‑80份、改性石墨烯10‑20份和辅助防辐射剂1‑5份，所述辅助防辐射剂由包括以下重量份的原料制成：二氧化钛10‑15份、氧化锡15‑20份、泡沫钛30‑40份和重晶石粉20‑30份。石墨烯纤维毛条的制备方法：石墨烯纤维毛条各原料进行混合、挤出、再纺丝制成毛条纤维。本申请通过对石墨烯进行改性处理，以及在辅助防辐射剂的共同作用下，使得石墨烯纤维毛条具有优异的防辐射性。

技术领域

本申请涉及纤维制品技术领域，更具体地说，它涉及一种石墨烯纤维毛条及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的进步以及人们生活水平的提高，人们对于服装面料的功能性要求越来越高，这使得功能性面料成为热点，各种功能性面料的开发随之产生。其中随着人们安全意识的加强，需要面料具有防辐射功能。

石墨烯是一种由碳原子以SP2杂化轨道组成六角形呈蜂巢状的平面薄膜，只有碳原子厚度的二维的单层片结构的新材料，其具有优异的抗辐射、导电及抗菌等性能，因而成为制备防辐射功能纤维的理想填料。现有的石墨烯纤维毛条一般通过将石墨烯分散于纤维载体中后再进行纺丝，但是由于其极易团聚，很难在纤维载体中分散均匀，导致所制成的石墨烯纤维毛条的防辐射功能欠佳。

针对上述中的相关技术，发明人认为采用石墨烯制备的毛条纤维存在防辐射不理想的问题，因此限制了其使用与发展。

发明内容

为了提高纤维毛条的防辐射性，本申请提供一种石墨烯纤维毛条及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种石墨烯纤维毛条，采用如下的技术方案：

一种石墨烯纤维毛条，由包括以下重量份的原料制成：聚酰胺-6 60-80份、改性石墨烯10-20份和辅助防辐射剂1-5份，所述辅助防辐射剂由包括以下重量份的原料制成：二氧化钛10-15份、氧化锡15-20份、泡沫钛30-40份和重晶石粉20-30份。

通过采用上述技术方案，将石墨烯进行改性可以提高石墨烯的分散性，防止其团聚，从而提高其与聚酰胺-6的相容性，从而起到很好防辐射作用；

同时，辅助防辐射剂中的二氧化钛、氧化锡和重晶石粉均具有阻断红外线通过，具有良好的防辐射作用，而泡沫钛具有较高的孔隙率，有利于光的散射，进而使得红外线在通过限位时充分散射，从而充分被氧化锡、二氧化钛和重晶石粉吸收阻断，提高纤维的抗辐射性能；且泡沫钛同时具有优异的生物相容性和生物黏附性，使得辅助防辐射助剂中的各组分相容性好，进一步提高纤维的抗辐射能力；

本发明纤维毛条通过采用在聚氨酯-6中添加改性石墨烯以及辅助防辐射剂，在改性石墨烯与辅助防辐射剂两者共同作用下使得获得的石墨烯纤维毛条具有优异的防辐射性能。

优选的，所述改性石墨烯的制备方法为：将石墨烯溶于水中，得到石墨烯溶液，再加入聚丙烯酰胺，混合搅拌，得到石墨烯分散液；将丙烯酰胺单体和N，N-亚甲基双丙烯酰胺加入到所述石墨烯分散液中，混合搅拌，并进行冷却，得到预冷却溶液；将过硫酸盐和四甲基乙二胺加入所述预冷却溶液中，混合搅拌，然后将混合液冷却，然后解冻，去除晶胶进行清洗、干燥，得到改性石墨烯。

通过采用上述技术方案，将石墨烯负载于晶胶介质中，由于晶胶介质的超大孔结构不会阻碍石墨烯的传质过程与吸附剂的相互作用，确保石墨烯的吸附作用不会减弱；同时晶胶介质的三维连续贯通大孔给扩散物质提供无阻碍通道，具有良好的化学、机械性能、溶胀性能和较高的致孔率，这些性质能有效阻止石墨烯的团聚，使得其与聚氨酯-6和辅助防辐射剂具有良好的相容性，从而提高了纤维毛条的抗辐射性能。

优选的，所述预冷却时的温度为4-7℃，预冷时间为4-6min。

通过采用上述技术方案，控制丙烯酰胺单体和N,N-亚甲基酸酰胺加入到石墨烯分散液形成混合液的预冷却时的温度和时间，使得制备出的改性石墨烯的分散性更好。