本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯/亞麻復(fù)合纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電纖維一直是功能性纖維的研究熱點(diǎn)，一般是指電阻率小于108Ω·cm的纖維，具有導(dǎo)電、電熱和防電磁輻射等功能，通常集中應(yīng)用于特殊場(chǎng)合中使用的抗靜電服或防電磁輻射服裝等領(lǐng)域。
導(dǎo)電纖維制造的主要方法包括，一種為常規(guī)纖維表面涂覆導(dǎo)電成分，另一種為導(dǎo)電材料與纖維原料混合，通過(guò)紡絲工藝制成導(dǎo)電纖維。纖維表面涂覆導(dǎo)電層法是將含有金屬、碳黑或金屬化合物的導(dǎo)電材料，涂覆于纖維表面制成導(dǎo)電纖維，也可將聚苯胺等導(dǎo)電高聚物通過(guò)原位聚合法吸附于纖維表面獲得導(dǎo)電纖維，上述方法制備的纖維導(dǎo)電性能突出，但耐水洗性及耐久性不夠理想。共混紡絲將導(dǎo)電粒子(主要為碳黑或金屬化合物)與非導(dǎo)電成分的主體聚合物進(jìn)行共混，通過(guò)熔融或濕法紡絲工藝制備復(fù)合導(dǎo)電纖維，在紡絲過(guò)程中，導(dǎo)電粒子極易產(chǎn)生團(tuán)聚，影響復(fù)合纖維的導(dǎo)電效果。
石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層蜂窩狀結(jié)構(gòu)的新材料，是其他維度碳材料的構(gòu)造基礎(chǔ)。石墨烯具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，如高電子遷移率、高導(dǎo)熱系數(shù)、良好的彈性和剛度等。因此，將石墨烯組裝為宏觀的功能結(jié)構(gòu)如纖維等，是實(shí)現(xiàn)石墨烯實(shí)際應(yīng)用的重要途徑。
目前，將石墨烯纖維與亞麻纖維復(fù)合，制備導(dǎo)電復(fù)合纖維的研究仍鮮有報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題而提供一種石墨烯/亞麻復(fù)合纖維的制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的優(yōu)選技術(shù)方案為：一種石墨烯/亞麻復(fù)合纖維的制備方法，包括以下制備步驟：
1)復(fù)合酶精煉劑的制備：將果膠酶、葡聚糖酶、纖維素酶、淀粉酶和螯合劑EDTA混勻，即制得復(fù)合酶精煉劑；
2)亞麻纖維的預(yù)處理：將亞麻纖維浸入到55～65℃的濃度為10～20g/L的殼聚糖水溶液中浸泡1～3小時(shí)后脫干；
3)精煉：將步驟2)制得的亞麻纖維浸入步驟1)制得的復(fù)合酶精煉劑中浸泡2～6小時(shí)后，洗滌、脫水烘干，制得改性亞麻纖維，所述亞麻纖維與復(fù)合酶精煉劑的質(zhì)量體積比為1g：10～50mL；
4)將步驟3)制得的改性亞麻纖維與石墨烯纖維混勻，所述的改性亞麻纖維與石墨烯纖維的質(zhì)量比為100：(1～10)。
優(yōu)選的，步驟1)中所述的復(fù)合酶精煉劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，果膠酶50％～60％、葡聚糖酶5％～15％、纖維素酶5％～25％、淀粉酶5％～15％和螯合劑EDTA 5％～10％。
更優(yōu)選的，步驟4)中所述的石墨烯纖維由如下步驟制得：
1)將氧化石墨烯加入去離子水中，超聲分散0.5～2小時(shí)后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)將分散均勻的氧化石墨烯水溶液與氯乙酸混合，然后在攪拌速度為50～200轉(zhuǎn)/分鐘條件下，將混合溶液加熱到60～80℃，保持其反應(yīng)0.5～3小時(shí)，冷卻至室溫，用濾膜過(guò)濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)將羧基化氧化石墨烯超聲分散于N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過(guò)濕法紡絲制得石墨烯纖維。
其中，步驟1)中所述的氧化石墨烯和去離子水的質(zhì)量體積比為1mg：(1～3mL)。步驟2)中所述氯乙酸與氧化石墨烯的質(zhì)量比為50：1。
步驟3)中其中羧基化氧化石墨烯與N,N-二甲基甲酰的質(zhì)量體積比為1：(50～100mL)。
本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：
1)本發(fā)明通過(guò)與石墨烯纖維混合，不但可以提高亞麻纖維的混紡紗線的強(qiáng)度和韌性，而且使得混合纖維的電阻率達(dá)10～103Ω·m，而常規(guī)纖維的電阻率約1014Ω·m，提高了十多個(gè)數(shù)量級(jí)。
2)本發(fā)明的混合纖維中優(yōu)選了石墨烯纖維，使得最終生產(chǎn)出來(lái)的織品能夠兼具麻的滑爽、抗菌衛(wèi)生等特性。
3)本發(fā)明的麻纖維經(jīng)生物酶改性處理后，還可提高紗線的染色效果，本發(fā)明選用的復(fù)合酶精煉劑使得雜質(zhì)果膠和木質(zhì)素去除效果非常好，而螯合劑的增加，進(jìn)一步增強(qiáng)了復(fù)合酶的除雜效果。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1
1)復(fù)合酶精煉劑的制備：將果膠酶50％、葡聚糖酶15％、纖維素酶25％、淀粉酶5％和螯合劑EDTA 5％復(fù)配混勻；
2)亞麻纖維的預(yù)處理：將亞麻纖維浸入到55℃的濃度為20g/L的殼聚糖水溶液中浸泡3小時(shí)后脫干；
3)精煉：取10g步驟2)制得的亞麻纖維浸入100mL步驟1)制得的復(fù)合酶精煉劑中浸泡2小時(shí)后，洗滌、脫水烘干，制得改性亞麻纖維；
4)取10g步驟3)制得的改性亞麻纖維與0.1g石墨烯纖維混勻。
實(shí)施例2
1)復(fù)合酶精煉劑的制備：將果膠酶60％、葡聚糖酶5％、纖維素酶15％、淀粉酶10％和螯合劑EDTA 10％復(fù)配混勻；
2)亞麻纖維的預(yù)處理：將亞麻纖維浸入到60℃的濃度為10g/L的殼聚糖水溶液中浸泡1小時(shí)后脫干；
3)精煉：取10g步驟2)制得的亞麻纖維浸入300mL步驟1)制得的復(fù)合酶精煉劑中浸泡2小時(shí)后，洗滌、脫水烘干，制得改性亞麻纖維；
4)取10g步驟3)制得的改性亞麻纖維與0.5g石墨烯纖維混勻。
實(shí)施例3
1)復(fù)合酶精煉劑的制備：將果膠酶55％、葡聚糖酶15％、纖維素酶5％、淀粉酶15％和螯合劑EDTA 10％復(fù)配混勻；
2)亞麻纖維的預(yù)處理：將亞麻纖維浸入到65℃的濃度為20g/L的殼聚糖水溶液中浸泡3小時(shí)后脫干；
3)精煉：取10g步驟2)制得的亞麻纖維浸入500mL步驟1)制得的復(fù)合酶精煉劑中浸泡1小時(shí)后，洗滌、脫水烘干，制得改性亞麻纖維；
4)取10g步驟3)制得的改性亞麻纖維與1g石墨烯纖維混勻。
實(shí)施例4
實(shí)施例1～3中的石墨烯纖維可通過(guò)如下步驟制得。
1)將100mg氧化石墨烯加入100mL去離子水中，超聲分散0.5小時(shí)后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為50轉(zhuǎn)/分鐘條件下，將混合溶液加熱到80℃，保持其反應(yīng)0.5小時(shí)，冷卻至室溫，用濾膜過(guò)濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取100mg羧基化氧化石墨烯超聲分散于50mL N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過(guò)濕法紡絲制得石墨烯纖維。
實(shí)施例5
實(shí)施例1～3中的石墨烯纖維也可通過(guò)如下步驟制得。
1)將100mg氧化石墨烯加入200mL去離子水中，超聲分散1小時(shí)后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘條件下，將混合溶液加熱到60℃，保持其反應(yīng)3小時(shí)，冷卻至室溫，用濾膜過(guò)濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取100mg羧基化氧化石墨烯超聲分散于80mL N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過(guò)濕法紡絲制得石墨烯纖維。
實(shí)施例6
實(shí)施例1～3中的石墨烯纖維還可通過(guò)如下步驟制得。
1)將100mg氧化石墨烯加入300mL去離子水中，超聲分散2小時(shí)后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘條件下，將混合溶液加熱到70℃，保持其反應(yīng)2小時(shí)，冷卻至室溫，用濾膜過(guò)濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取100mg羧基化氧化石墨烯超聲分散于100mL N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過(guò)濕法紡絲制得石墨烯纖維。