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      一種石墨烯聚酯纖維及其制造方法、一種面料及服裝與流程

      文檔序號(hào):11172547閱讀:1956來源:國知局
      一種石墨烯聚酯纖維及其制造方法、一種面料及服裝與流程

      本申請(qǐng)涉及紡織技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種石墨烯聚酯纖維。本申請(qǐng)同時(shí)涉及石墨烯聚酯纖維的制造方法、一種面料及服裝。



      背景技術(shù):

      石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂窩晶格的二維納米材料,具有完美的大π共軛體系和最薄的單層原子厚度的結(jié)構(gòu)。石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)特性,如高電子遷移率,高比表面積,高熱導(dǎo)率和出色的力學(xué)性能,由于其特殊的納米結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的物理化學(xué)性能(高強(qiáng)、高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電、超輕質(zhì))而在生物醫(yī)學(xué)、儲(chǔ)能、傳感器和復(fù)合材料等諸多領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛能。目前,科研工作者分別通過不同的方法制備出了石墨烯纖維。

      由于石墨烯的優(yōu)良特性,使得所制得的石墨烯纖維具有抗菌、防紫外以及抗靜電等性能。然而通過現(xiàn)有技術(shù)制備出的石墨烯纖維雖然工藝流程簡單,但石墨烯略帶黑色,難以染成淺色,這就使得所述石墨烯纖維存在適用范圍窄的缺點(diǎn)。

      以上缺點(diǎn)限制了石墨烯纖維的應(yīng)用,尤其在紡織服裝領(lǐng)域。如何提供一種適合染成淺色的石墨烯纖維成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯聚酯纖維,以解決現(xiàn)有技術(shù)中不易染成淺色、適用范圍窄的問題。本申請(qǐng)另外提供石墨烯聚酯纖維的制造方法、一種面料及服裝。

      本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯聚酯纖維,包括:皮層和芯層的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu);

      所述芯層為石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒;

      所述皮層為聚酯切片。

      可選的,所述皮層與所述芯層的橫截面直徑的比例范圍為1∶9至9∶1。

      可選的,所述石墨烯聚酯纖維的橫截面為圓形、三角形、扁平形、十字形或者三葉形。

      可選的,所述石墨烯聚酯切片的質(zhì)量或者所述石墨烯聚酯母粒的質(zhì)量占所述芯層質(zhì)量的百分比的范圍為:大于等于1%并小于等于25%。

      可選的,所述石墨烯聚酯切片或者所述石墨烯聚酯母粒包括石墨烯微粒。

      可選的,所述石墨烯微粒為修飾石墨烯微粒。

      可選的,所述修飾石墨烯微粒至少包含一個(gè)修飾層,且所述修飾層位于所述修飾石墨烯微粒的表面。

      可選的,所述聚酯切片為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片、聚對(duì)苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯切片。

      可選的,所述石墨烯聚酯纖維的斷裂強(qiáng)度大于等于2.9cn/dtex,斷裂伸長率大于等于20%。

      本申請(qǐng)還提供一種石墨烯聚酯纖維的制造方法,包括下列步驟:

      提供石墨烯微粒;

      將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,制得石墨烯聚酯切片;

      將所述石墨烯聚酯切片作為芯層,將聚酯切片作為皮層,通過紡絲和加工,得到皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      可選的,所述提供石墨烯微粒的步驟具體為:

      提供修飾石墨烯微粒。

      可選的,所述提供修飾石墨烯微粒步驟包括:

      在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑;

      對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液;

      將所述修飾石墨烯分散液過濾、烘干以及研磨,制得所述修飾石墨烯微粒。

      可選的,所述分散工藝為攪拌或者超聲波分散。

      可選的,所述分散工藝為攪拌,相應(yīng)的,所述對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過所述攪拌進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟包括:

      將所述分散劑加入溶劑中,通過攪拌,分散大于等于15min且小于等于45min;

      接著加入所述石墨烯微粒,繼續(xù)攪拌,分散大于等于20min且小于等于60min;

      接著加入所述微粒修飾劑,繼續(xù)攪拌,分散大于等于30min且小于等于120min,得到所述修飾石墨烯分散液。

      可選的,所述分散工藝為超聲波分散,相應(yīng)的,所述對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過所述超聲波分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟包括:

      將所述分散劑加入溶劑中,通過超聲波分散,分散大于等于15min且小于等于45min;

      接著加入所述石墨烯微粒,繼續(xù)進(jìn)行超聲波分散,分散大于等于20min且小于等于60min;

      接著加入所述微粒修飾劑,繼續(xù)進(jìn)行超聲波分散,分散大于等于30min且小于等于120min,得到所述修飾石墨烯分散液。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述石墨烯微粒的粒徑大于等于0.1μm且小于等于55μm,厚度大于等于0.4nm且小于等于60nm。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述石墨烯微粒的粒徑為1μm、15μm或者35μm,厚度為2nm、16nm或者48nm。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述分散劑包括:十六烷基三甲基溴化銨或聚乙烯蠟。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述修飾劑包括:鈦酸酯偶聯(lián)劑tmc-311、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述溶劑為去離子水或者乙醇溶液。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑;對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟中,加入所述微粒修飾劑后的分散工藝為攪拌,所述攪拌的條件為:在大于等于60℃且小于等于80℃的條件下,以300r/min的攪拌速度攪拌大于等于50min且小于等于85min。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑的步驟中,

      所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為10至85份;

      所述分散劑的重量份數(shù)為0.5至8份;

      所述微粒修飾劑的重量份數(shù)為7至50份。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑的步驟中,

      所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為15份、35份或者60份;

      所述分散劑的重量份數(shù)為2份、3份或者5份;

      所述微粒修飾劑的重量份數(shù)為20份、30份或者45份。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,制得石墨烯聚酯切片步驟包括:

      將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,通過螺桿擠出機(jī),依次經(jīng)過擠出、冷卻、造粒以及真空干燥制得所述石墨烯聚酯切片。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,制得石墨烯聚酯切片步驟中的所述石墨烯聚酯切片的粒徑大小范圍為大于等于5nm且小于等于100nm。

      可選的,所述石墨烯聚酯切片的粒徑大小為20nm、40nm或者80nm。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,制得石墨烯聚酯切片步驟中的所述石墨烯聚酯切片的含水率小于等于40ppm。

      可選的,所述將所述石墨烯聚酯切片作為芯層,將聚酯切片作為皮層,通過紡絲和加工,得到皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維的步驟包括:

      將所述石墨烯聚酯纖維切片與所述聚酯切片干燥處理;

      接著進(jìn)行紡絲,具體為通過雙螺桿擠壓機(jī)獲得原絲;

      接著對(duì)所述原絲進(jìn)行加工,包括依次進(jìn)行高倍拉伸、二次拉伸、熱定型和卷繞,最后獲得所述皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      可選的,所述將所述石墨烯聚酯纖維切片與所述聚酯切片干燥處理的條件為:在真空中進(jìn)行所述干燥處理,溫度范圍為大于等于60℃且小于等于90℃,時(shí)間范圍為大于等于10小時(shí)且小于等于45小時(shí)。

      可選的,所述接著進(jìn)行紡絲,具體為通過雙螺桿擠壓機(jī)獲得原絲步驟中的所述紡絲的溫度條件為大于等于270℃且小于等于295℃。

      可選的,所述接著對(duì)所述原絲進(jìn)行加工,包括依次進(jìn)行高倍拉伸、二次拉伸、熱定型和卷繞,最后獲得所述皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維步驟中的所述卷繞的速度范圍為大于等于2400m/min且小于等于3500m/min。

      可選的,所述聚酯切片為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯切片。

      本申請(qǐng)還提供一種石墨烯聚酯纖維的制造方法,包括下列步驟:

      提供石墨烯微粒;

      將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,得到石墨烯乙二醇液;

      將所述石墨烯乙二醇液添加到對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi),制得石墨烯聚酯微粒;

      將所述石墨烯聚酯微粒作為芯層,將聚酯切片作為皮層,通過紡絲和加工,得到皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      可選的,所述提供石墨烯微粒的步驟具體包括:

      提供修飾石墨烯微粒。

      可選的,所述提供修飾石墨烯微粒步驟包括:

      在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑;

      對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液;

      將所述修飾石墨烯分散液過濾、烘干以及研磨,制得所述修飾石墨烯微粒。

      可選的,所述分散工藝為攪拌或者超聲波分散。

      可選的,所述分散工藝為攪拌,相應(yīng)的,所述對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過所述攪拌進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟包括:

      將所述分散劑加入溶劑中,通過攪拌,分散大于等于15min且小于等于45min;

      接著加入所述石墨烯微粒,繼續(xù)攪拌,分散大于等于20min且小于等于60min;

      接著加入所述微粒修飾劑,繼續(xù)攪拌,分散大于等于30min且小于等于120min,得到所述修飾石墨烯分散液。

      可選的,所述分散工藝為超聲波分散,相應(yīng)的,所述對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過所述超聲波分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟包括:

      將所述分散劑加入溶劑中,通過超聲波分散,分散大于等于15min且小于等于45min;

      接著加入所述石墨烯微粒,繼續(xù)進(jìn)行超聲波分散,分散大于等于20min且小于等于60min;

      接著加入所述微粒修飾劑,繼續(xù)進(jìn)行超聲波分散,分散大于等于30min且小于等于120min,得到所述修飾石墨烯分散液。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述石墨烯微粒的粒徑大于等于0.1μm且小于等于55μm,厚度大于等于0.4nm且小于等于60nm。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述石墨烯微粒的粒徑為1μm、15μm或者35μm,厚度為2nm、16nm或者48nm。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述分散劑包括:十六烷基三甲基溴化銨或聚乙烯蠟。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述修飾劑包括:鈦酸酯偶聯(lián)劑tmc-311、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑步驟中的所述溶劑為去離子水或者乙醇溶液。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑;對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟中,加入所述微粒修飾劑后的分散工藝為攪拌,所述攪拌的條件為:在大于等于60℃且小于等于80℃的條件下,以300r/min的攪拌速度攪拌大于等于50min且小于等于85min。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑的步驟中,

      所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為10至85份;

      所述分散劑的重量份數(shù)為0.5至8份;

      所述微粒修飾劑的重量份數(shù)為7至50份。

      可選的,所述在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑的步驟中,

      所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為15份、35份或者60份;

      所述分散劑的重量份數(shù)為2份、3份或者5份;

      所述微粒修飾劑的重量份數(shù)為20份、30份或者45份。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,得到石墨烯乙二醇液的步驟包括:

      將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,通過分散工藝進(jìn)行分散,得到所述石墨烯乙二醇液。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,通過分散工藝進(jìn)行分散,得到所述石墨烯乙二醇液的步驟中的所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為5至10份。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒將加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,通過分散工藝進(jìn)行分散,得到所述石墨烯乙二醇液的步驟中的所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為5份、7份或者9份。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,通過分散工藝進(jìn)行分散,得到所述石墨烯乙二醇液的步驟中的所述分散工藝為攪拌或者超聲波分散。

      可選的,所述攪拌或者超聲波分散的條件為:溫度范圍為大于等于50℃且小于等于60℃,時(shí)間范圍為大于等于60min且小于等于180min。

      可選的,所述乙二醇溶液中六偏磷酸鈉的質(zhì)量百分比范圍為大于等于0.01%且小于等于1%。

      可選的,所述將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,通過分散工藝進(jìn)行分散,得到所述石墨烯乙二醇液的步驟中的所述石墨烯乙二醇液與所述乙二醇溶液的質(zhì)量份數(shù)比為3至5份∶7至10份。

      可選的,所述將所述石墨烯乙二醇液添加到對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi),制得石墨烯聚酯母粒的步驟包括:

      取所述石墨烯乙二醇液,并將所述石墨烯乙二醇液添加到含有對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi);

      接著經(jīng)過酯化、聚合制成石墨烯聚酯;

      接著將所述石墨烯聚酯通過螺桿擠出機(jī)依次經(jīng)過擠出、冷卻、造粒以及真空干燥制得所述石墨烯聚酯母粒。

      可選的,所述取所述石墨烯乙二醇液,并將所述石墨烯乙二醇液添加到含有對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)的步驟包括,

      按質(zhì)量份數(shù)取20至45份所述石墨烯乙二醇液;

      相應(yīng)的,按質(zhì)量份數(shù)將所述石墨烯乙二醇液添加到含有80至55份對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)。

      可選的,所述取所述石墨烯乙二醇液,并將所述石墨烯乙二醇液添加到含有對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)的步驟包括,

      按質(zhì)量份數(shù)取25、份30份或者40份所述石墨烯乙二醇液;

      相應(yīng)的,按質(zhì)量份數(shù)將所述石墨烯乙二醇液添加到含有75份、70份或者60份對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)。

      可選的,所述將所述石墨烯乙二醇液添加到對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi),制得石墨烯聚酯微粒的步驟中的所述石墨烯聚酯母粒的含水率小于等于40ppm。

      可選的,所述將所述石墨烯聚酯母粒作為芯層,將聚酯切片作為皮層,通過紡絲和加工,得到皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維步驟包括:

      將所述石墨烯聚酯母粒與所述聚酯切片干燥處理;

      接著進(jìn)行紡絲,具體為通過雙螺桿擠壓機(jī)獲得原絲;

      接著對(duì)所述原絲進(jìn)行加工,包括依次進(jìn)行高倍拉伸、二次拉伸、熱定型和卷繞,最后獲得所述皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      可選的,所述將所述石墨烯聚酯纖維切片與所述聚酯切片干燥處理的條件為:在真空中進(jìn)行所述干燥處理,溫度范圍為大于等于60℃且小于等于90℃,時(shí)間范圍為大于等于10小時(shí)且小于等于45小時(shí)。

      可選的,所述接著進(jìn)行紡絲,具體為通過雙螺桿擠壓機(jī)獲得原絲步驟中的所述紡絲的溫度條件為大于等于270℃且小于等于295℃。

      可選的,所述接著對(duì)所述原絲進(jìn)行加工,包括依次進(jìn)行高倍拉伸、二次拉伸、熱定型和卷繞,最后獲得所述皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維步驟中的所述卷繞的速度范圍為大于等于2400m/min且小于等于3500m/min。

      可選的,所述聚酯切片為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯切片。

      本申請(qǐng)還提供一種面料,具體是采用如上述所述石墨烯聚酯纖維紡制而成。

      本申請(qǐng)還提供一種服裝,具體是上述所述面料加工制成。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,本申請(qǐng)具有以下優(yōu)點(diǎn):

      本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯聚酯纖維,包括:皮層和芯層的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu);所述芯層為石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒;所述皮層為聚酯切片;通過將所述石墨烯聚酯切片或者所述石墨烯聚酯母粒作為芯層進(jìn)行原絲紡制,最終得到所述石墨烯聚酯纖維,使得石墨烯僅分布于芯層而在皮層沒有分布,這就避免了本身為黑色的石墨烯對(duì)所述皮層的顏色影響,進(jìn)而使得所述石墨烯聚酯纖維更易于染成淺色,適用范圍更廣泛。

      附圖說明

      圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N石墨烯聚酯纖維;

      圖2是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N石墨烯聚酯纖維制造方法的第一實(shí)施例流程圖;

      圖3是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N石墨烯聚酯纖維制造方法的第一實(shí)施例中的提供修飾石墨烯微粒步驟的流程圖;

      圖4是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N石墨烯聚酯纖維制造方法的第二實(shí)施例流程圖。

      具體實(shí)施方式

      在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本申請(qǐng)。但是本申請(qǐng)能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本申請(qǐng)內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本申請(qǐng)不受下面公開的具體實(shí)施的限制。

      請(qǐng)參考圖1所示,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯聚酯纖維,包括:皮層1和芯層2的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu);

      所述芯層2為石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒。

      所述石墨烯聚酯切片或者所述石墨烯聚酯母粒包括石墨烯微粒3。

      優(yōu)選的,所述石墨烯微粒為修飾石墨烯微粒,以此來提高石墨烯微粒與聚酯切片的相容性。

      進(jìn)一步來說,所述修飾石墨烯微粒至少包含一個(gè)修飾層,且所述修飾層位于所述修飾石墨烯微粒的表面。

      所述石墨烯聚酯切片的質(zhì)量或者所述石墨烯聚酯母粒的質(zhì)量占所述芯層2質(zhì)量的百分比的范圍為:大于等于1%并且小于等于25%。

      所述皮層1為聚酯切片。

      所述聚酯切片為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片、聚對(duì)苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯切片。

      本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃鍪┚埘ダw維的所述皮層1與所述芯層2的橫截面直徑的比例范圍為1∶9至9∶1。

      本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃鍪┚埘ダw維的橫截面為圓形、三角形、扁平形、十字形或者三葉形。

      本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃鍪┚埘ダw維的斷裂強(qiáng)度大于等于2.9cn/dtex,斷裂伸長率大于等于20%。

      本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃鍪┚埘ダw維具有普通石墨烯纖維具有的抗菌、防紫外、抗靜電等性能,同時(shí),本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃鍪┚埘ダw維通過將所述石墨烯微粒3分布于所述芯層2,使得所述皮層1不受石墨烯本身顏色的影響,進(jìn)而使得本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維更易染成淺色,適用范圍更廣,且本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維的所述石墨烯微粒3僅分布于所述芯層2而不分布于所述皮層1,減少了石墨烯的用量,在不影響性能的前提下節(jié)約了成本。

      請(qǐng)參考圖2所示,圖2是本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯聚酯纖維的制造方法第一實(shí)施例的流程圖,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N聚酯纖維的制造方法,包括下列步驟:

      步驟s101:提供石墨烯微粒;

      在本實(shí)施例中,所述提供石墨烯微粒的步驟包括:提供修飾石墨烯微粒。

      請(qǐng)參考圖3所示,在本實(shí)施例中,所述提供修飾石墨烯微粒步驟包括:

      步驟s111:在溶劑中依次加入分散劑、石墨烯微粒和微粒修飾劑;

      所述石墨烯微粒的粒徑大于等于0.1μm且小于等于55μm,厚度大于等于0.4nm且小于等于60nm。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯微粒的粒徑優(yōu)選1μm、15μm或者35μm,厚度優(yōu)選2nm、16nm或者48nm。

      所述粒徑具體定義為:

      當(dāng)被測顆粒的某種物理特性或物理行為與某一直徑的同質(zhì)球體(或組合)最相近時(shí),就把該球體的直徑(或組合)作為被測顆粒的等效粒徑。

      所述分散劑包括:十六烷基三甲基溴化銨或聚乙烯蠟。

      所述修飾劑包括:鈦酸酯偶聯(lián)劑tmc-311、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。

      所述溶劑為去離子水或者乙醇溶液。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為10至85份;所述分散劑的重量份數(shù)為0.5-8份;所述微粒修飾劑的重量份數(shù)為7至50份。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯微粒的重量份數(shù)優(yōu)選15份、35份或者60份;所述分散劑的重量份數(shù)優(yōu)選2份、3份或者5份;所述微粒修飾劑的重量份數(shù)優(yōu)選20份、30份或者45份。

      步驟s112:對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液;

      在本實(shí)施例中,所述分散工藝為攪拌或者超聲波分散。

      在本實(shí)施例中,當(dāng)所述分散工藝為攪拌時(shí),相應(yīng)的,所述對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過所述攪拌進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟則包括:

      將所述分散劑加入溶劑中,通過攪拌,分散大于等于15min且小于等于45min;

      接著加入所述石墨烯微粒,繼續(xù)攪拌,分散大于等于20min且小于等于60min;

      接著加入所述微粒修飾劑,繼續(xù)攪拌,分散大于等于30min且小于等于120min,得到所述修飾石墨烯分散液。

      在本實(shí)施例中,當(dāng)所述分散工藝為超聲波分散時(shí),相應(yīng)的,所述對(duì)每次加入的物質(zhì)所得的溶液,通過所述超聲波分散工藝進(jìn)行分散,獲得修飾石墨烯分散液的步驟則包括:

      將所述分散劑加入溶劑中,通過超聲波分散,分散大于等于15min且小于等于45min;

      接著加入所述石墨烯微粒,繼續(xù)進(jìn)行超聲波分散,分散大于等于20min且小于等于60min;

      接著加入所述微粒修飾劑,繼續(xù)進(jìn)行超聲波分散,分散大于等于30min且小于等于120min,得到所述修飾石墨烯分散液。

      需要說明的是,當(dāng)對(duì)加入所述微粒修飾劑之前的分散工藝不進(jìn)行限定,而加入所述微粒修飾劑后的分散工藝為攪拌時(shí),所述攪拌的條件為:在大于等于60℃且小于等于80℃的條件下,以300r/min的攪拌速度攪拌大于等于50min且小于等于85min。

      步驟s113:將所述修飾石墨烯分散液過濾、烘干以及研磨,制得所述修飾石墨烯微粒。

      所述修飾石墨烯微粒具體是在石墨烯微粒表面形成修飾層,從而提高所述石墨烯微粒與聚酯切片的相容性,進(jìn)而可以提高所述石墨烯聚酯纖維的耐水牢度。

      步驟s102:將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,制得石墨烯聚酯切片;

      在本實(shí)施例中,上述步驟s102具體包括:

      將所述石墨烯微粒與聚酯切片混合,通過螺桿擠出機(jī),依次經(jīng)過擠出、冷卻、造粒以及真空干燥制得所述石墨烯聚酯切片。

      所述石墨烯聚酯切片的粒徑大小范圍為大于等于5nm且小于等于100nm。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯聚酯切片的粒徑大小優(yōu)選20nm、40nm或者80nm。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯聚酯切片的含水率小于等于40ppm。

      步驟s103:將所述石墨烯聚酯切片作為芯層,將聚酯切片作為皮層,通過紡絲和加工,得到皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      在本實(shí)施例中,上述步驟s103具體包括以下步驟:

      首先將所述石墨烯聚酯纖維切片與所述聚酯切片干燥處理;

      在本實(shí)施例中,所述干燥處理的條件為:在真空中進(jìn)行所述干燥處理,溫度范圍為大于等于60℃且小于等于90℃,時(shí)間范圍為大于等于10小時(shí)且小于等于45小時(shí)。

      所述聚酯切片為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯切片。

      接著進(jìn)行紡絲,具體為通過雙螺桿擠壓機(jī)獲得原絲;

      在本實(shí)施例中,所述紡絲的溫度條件為大于等于270℃且小于等于295℃。

      接著對(duì)所述原絲進(jìn)行加工,包括依次進(jìn)行高倍拉伸、二次拉伸、熱定型和卷繞,最后獲得所述皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      在本實(shí)施例中,所述卷繞的速度范圍為大于等于2400m/min且小于等于3500m/min。

      請(qǐng)參考圖4所示,圖4是本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯聚酯纖維的制造方法第二實(shí)施例的流程圖,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N聚酯纖維的制造方法,包括下列步驟:

      步驟s201:提供石墨烯微粒;

      在本實(shí)施例中,上述步驟s201與第一實(shí)施例中的步驟s101相同,在此不做贅述。

      步驟s202:將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,得到石墨烯乙二醇液;

      在本實(shí)施例中,上述步驟s202具體包括:

      將所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸鈉的乙二醇溶液中,通過分散工藝進(jìn)行分散,得到所述石墨烯乙二醇液。

      所述石墨烯微粒的重量份數(shù)為5至10份。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯微粒的重量份數(shù)優(yōu)選5份、7份或者9份。

      所述分散工藝為攪拌或者超聲波分散。

      所述攪拌或者超聲波分散的條件為:溫度范圍為大于等于50℃且小于等于60℃,時(shí)間范圍為大于等于60min且小于等于180min。

      在本實(shí)施例中,所述乙二醇溶液中六偏磷酸鈉的質(zhì)量百分比范圍為大于等于0.01%且小于等于1%。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯乙二醇液與所述乙二醇溶液的質(zhì)量份數(shù)比為3-5∶7-10。

      步驟s203:將所述石墨烯乙二醇液添加到對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi),制得石墨烯聚酯微粒;

      在本實(shí)施例中,上述步驟s203具體包括以下步驟:

      首先取所述石墨烯乙二醇液,并將所述石墨烯乙二醇液添加到含有對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi);

      上述取所述石墨烯乙二醇液,并將所述石墨烯乙二醇液添加到含有對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)的步驟包括:

      按質(zhì)量份數(shù)取20至45份所述石墨烯乙二醇液;

      相應(yīng)的,按質(zhì)量份數(shù)將所述石墨烯乙二醇液添加到含有80至55份對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)。

      優(yōu)選的,按質(zhì)量份數(shù)取25、份30份或者40份所述石墨烯乙二醇液;

      相應(yīng)的,按質(zhì)量份數(shù)將所述石墨烯乙二醇液添加到含有75份、70份或者60份對(duì)苯二甲酸乙二醇的縮聚釜內(nèi)。

      接著經(jīng)過酯化、聚合制成石墨烯聚酯;

      接著將所述石墨烯聚酯通過螺桿擠出機(jī)依次經(jīng)過擠出、冷卻、造粒以及真空干燥制得所述石墨烯聚酯母粒。

      在本實(shí)施例中,所述石墨烯聚酯母粒的含水率小于等于40ppm。

      步驟s204:將所述石墨烯聚酯微粒作為芯層,將聚酯切片作為皮層,通過紡絲和加工,得到皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維。

      在本實(shí)施例中,上述步驟s204與第一實(shí)施例中的步驟s103相同,在此不做贅述。

      按照上述兩組實(shí)施例所述石墨烯聚酯纖維的制造方法制得石墨烯聚酯纖維,所述石墨烯聚酯纖維能夠按常規(guī)方法制造成滌綸面料、滌棉混紡面料,尤其是滌綸彈力抓毛面料和滌綸搖粒絨面料,然后按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t12703.1-2008《紡織品靜電性能的評(píng)定第1部分:靜電壓半衰期》和gb/t12703.2-2009《紡織品靜電性能的評(píng)定第2部分:電荷面密度》的方法測定織物在不同洗滌條件下的石墨烯性能,結(jié)果如下:

      表1不同洗滌次數(shù)后的性能對(duì)比

      需要說明的是,表1中檢測數(shù)據(jù)只針對(duì)上述檢測樣品。

      在本次檢測過程中,所述功能樣為織入本申請(qǐng)所提供的石墨烯聚酯纖維的面料;所述對(duì)比樣為未織入石墨烯聚酯纖維的面料。

      需要說明的是,對(duì)比樣中的聚酯纖維與功能樣中的本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維具有相同的丹尼爾數(shù),對(duì)比樣與功能樣的織物組織相同,石墨烯紗比例相同,并且二者采用相同的后整理工藝。

      在本次檢測中,實(shí)施例3為滌綸抓毛面料,實(shí)施例4為滌綸搖粒絨面料。

      從表1中的檢測數(shù)據(jù)可以看出,實(shí)施例3和實(shí)施例4的對(duì)比樣和功能樣在未洗滌和30次水洗后,電荷面密度均小于7μc/m2,電荷面密度符合耐久性抗靜電紡織品的指標(biāo)要求,但是功能樣的電荷面密度小于對(duì)比樣的電荷面密度,說明實(shí)施例3和實(shí)施例4的對(duì)比樣和功能樣面料中織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維后具有更強(qiáng)的耐水洗牢度,且織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維后的面料具有更好的抗靜電性能。

      從表1中的檢測數(shù)據(jù)可以看出,實(shí)施例3和實(shí)施例4的對(duì)比樣在未洗滌和30次水洗后,靜電壓半衰期均只能達(dá)到c級(jí)要求;實(shí)施例3和實(shí)施例4的功能樣在未洗滌和30次水洗后,靜電壓半衰期均小于2s,靜電壓半衰期指標(biāo)符合石墨烯性能料a級(jí)的要求,說明實(shí)施例3和實(shí)施例4的面料中織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維后性能更優(yōu)異。

      表2遠(yuǎn)紅外測試結(jié)果

      本申請(qǐng)同時(shí)根據(jù)gb/t30127以及fz/t64010檢測方法,對(duì)織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維的面料進(jìn)行了遠(yuǎn)紅外性能檢測,結(jié)果表2所示。

      從表2可以看出,織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維的面料具有優(yōu)良的遠(yuǎn)紅外性能。

      表3織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維的面料的抗菌、防紫外的性能

      本申請(qǐng)同時(shí)根據(jù)fz/t73023-2006以及gb/t18830-2009檢測方法,對(duì)織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維的面料分別進(jìn)行了抗菌以及防紫外性能的檢測,結(jié)果表3所示。

      從表3可以看出,織入本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖┚埘ダw維的面料具有優(yōu)良的抗菌、防紫外性能。

      通過上述第一實(shí)施例、第二實(shí)施例及檢測所得數(shù)據(jù)可以看出,在本申請(qǐng)?zhí)峁┑母黜?xiàng)指標(biāo)范圍內(nèi)改變組分配比、溫度及時(shí)間等,均可獲得具有抗靜電、耐水牢度高、遠(yuǎn)紅外保暖、抗菌以及防紫外性能的石墨烯聚酯纖維,說明本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維的制造方法各項(xiàng)條件、組分配比合理,且方法易于實(shí)施,整體上看,需進(jìn)行兩個(gè)步驟,第一步是通過石墨烯微粒制得石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯微粒,第二步則是將所述石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯微粒與聚酯切片共混,制得皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯聚酯纖維,所制得的石墨烯聚酯纖維具有良好的物理化學(xué)性能,且抗菌及防紫外性能均優(yōu)于國標(biāo)值。

      本申請(qǐng)另外提供一種面料,所述面料由上述石墨烯聚酯纖維紡制而成。

      本申請(qǐng)另外提供一種服裝,所述服裝由上述面料加工制成。

      本申請(qǐng)雖然以較佳實(shí)施例公開如上,但其并不是用來限定本申請(qǐng),任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動(dòng)和修改,因此本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。

      當(dāng)前第1頁1 2 
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