一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法与流程

1.本发明涉及石墨烯涤纶纤维加工技术领域，具体为一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法。


背景技术：

2.石墨烯(graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料,随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，石墨和石墨烯有关的材料广泛应用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等方面，鉴于石墨烯材料优异的性能及其潜在的应用价值，在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。
3.随着经济的快速发展，科技的不断进步，涤纶纤维的新产品和功能性纤维成了合成纤维未来的发展方向，石墨烯涤纶功能性纤维就是其新产品的一种，在纺织产品中，石墨烯涤纶功能性纤维具备众多的优势和何种优异性能，但目前石墨烯涤纶功能性纤维的生产工艺过于复杂，在实际生产的过程中，不仅费时费力，需要消耗大量的人力物力，而且生产出的复合涤纶纤维其整体强度不高，从而导致其加工出的产品也存在较多的局限性。
4.为此，我们研发出了新的一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法，解决了目前石墨烯涤纶功能性纤维的生产工艺过于复杂，在实际生产的过程中，不仅费时费力，需要消耗大量的人力物力，而且生产出的复合涤纶纤维其整体强度不高，从而导致其加工出的产品也存在较多的局限性的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法，包括以下具体步骤：
9.s1.先将聚酯切片与石墨烯原料利用干燥设备进行干燥处理，干燥时间控制在1.5
‑
2小时；
10.s2.将干燥处理后的聚酯切片与石墨烯原料导入混合设备中进行充分搅拌混合，得到混合原料；
11.s3.将充分混合后的混合原料导入搅拌式熔融设备，在利用高温将混合原料进行融化，待混合原料充分融合后，再加入适量合成树脂；
12.s4.待各原料充分融合后，将混合溶液导入纺丝机，纺出的丝线先进行风冷，纤维丝初步降温后，再进行水冷冷却成型；
13.s5.利用热风机对冷却成型后的纤维丝进行烘干处理；
14.s6.将烘干后的纤维丝利用收料卷进行收卷缠绕，即制得石墨烯涤纶功能性纤维卷。
15.优选的，所述s1中聚酯切片与石墨烯原料的干燥温度分别控制在80℃和100℃，通过在80℃和100℃的温度下对聚酯切片与石墨烯原料分别进行干燥处理，既能实现很好的干燥效果，同时也能防止温度过高而导致原料发生软化或融化的情况，影响后续的混合加工。
16.优选的，所述s2中混合设备选用螺旋式混合装置，通过选用螺旋式混合装置，可以将混合中的聚酯切片与石墨烯原料反复抛起，从而使其整体混合的更加均匀，不会出现石墨烯原料在混合设备底部堆积的情况。
17.优选的，所述s2中利用混合设备对聚酯切片与石墨烯原料进行混合过程中，需同步且缓慢将聚酯切片与石墨烯原料倒入混合设备中，搅拌时间控制在20
‑
30min，转速控制在200
‑
300r/min，通过将聚酯切片与石墨烯原料同步且缓慢的倒入混合设备中，可以使聚酯切片与石墨烯原料混合的更加均匀，防止出现聚酯切片或石墨烯原料堆积的情况，从而影响后续纤维丝的整体质量。
18.优选的，所述s2中聚酯切片与石墨烯原料的质量比为1:0.1。
19.优选的，所述s3中的合成树脂选用聚氯乙烯，且聚酯切片与合成树脂的质量比为1:0.03
‑
0.05，通过选用聚氯乙烯作为辅助原料，可以增强纤维的整体强度，使其的应用范围能够更加广泛。
20.优选的，所述s3中加入合成树脂后，需持续加热并搅拌35
‑
40min，通过将合成树脂缓慢加注至熔融设备中，并持续加热搅拌35
‑
40min，可以使合成树脂与混合原料充分融合。
21.(三)有益效果
22.本发明提供了一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法。具备以下有益效果：
23.1、该种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法，通过采用聚酯切片和石墨烯原料作为主料，并加入适量合成树脂，可以大大提高纤维的整体强度，使其应用范围更加广泛，其整体的生产加工效率大大提高。
24.2、该种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法，通过采用简单的生产加工工艺，既简化了生产流程，在保证产品质量的同时也节省了大量的人力物力，大大降低了企业生产加工成本，同时也提高了整体的生产进度和生产效率。
附图说明
25.图1为本发明石墨烯涤纶功能性纤维的制备工艺流程图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.如图1所示，本发明实施例提供一种石墨烯涤纶功能性纤维的制备方法，包括以下具体步骤：
29.s1.先将聚酯切片与石墨烯原料利用干燥设备进行干燥处理，干燥时间控制在1.5
‑
2小时；
30.s2.将干燥处理后的聚酯切片与石墨烯原料导入混合设备中进行充分搅拌混合，得到混合原料；
31.s3.将充分混合后的混合原料导入搅拌式熔融设备，在利用高温将混合原料进行融化，待混合原料充分融合后，再加入适量合成树脂；
32.s4.待各原料充分融合后，将混合溶液导入纺丝机，纺出的丝线先进行风冷，纤维丝初步降温后，再进行水冷冷却成型；
33.s5.利用热风机对冷却成型后的纤维丝进行烘干处理；
34.s6.将烘干后的纤维丝利用收料卷进行收卷缠绕，即制得石墨烯涤纶功能性纤维卷。
35.进一步的，s1中聚酯切片与石墨烯原料的干燥温度分别控制在80℃和100℃，通过在80℃和100℃的温度下对聚酯切片与石墨烯原料分别进行干燥处理，既能实现很好的干燥效果，同时也能防止温度过高而导致原料发生软化或融化的情况，影响后续的混合加工。
36.进一步的，s2中混合设备选用螺旋式混合装置，通过选用螺旋式混合装置，可以将混合中的聚酯切片与石墨烯原料反复抛起，从而使其整体混合的更加均匀，不会出现石墨烯原料在混合设备底部堆积的情况。
37.进一步的，s2中利用混合设备对聚酯切片与石墨烯原料进行混合过程中，需同步且缓慢将聚酯切片与石墨烯原料倒入混合设备中，搅拌时间控制在20
‑
30min，转速控制在200
‑
300r/min，通过将聚酯切片与石墨烯原料同步且缓慢的倒入混合设备中，可以使聚酯切片与石墨烯原料混合的更加均匀，防止出现聚酯切片或石墨烯原料堆积的情况，从而影响后续纤维丝的整体质量。
38.进一步的，s2中聚酯切片与石墨烯原料的质量比为1:0.1。
39.进一步的，s3中的合成树脂选用聚氯乙烯，且聚酯切片与合成树脂的质量比为1:0.03
‑
0.05，通过选用聚氯乙烯作为辅助原料，可以增强纤维的整体强度，使其的应用范围能够更加广泛。
40.进一步的，s3中加入合成树脂后，需持续加热并搅拌35
‑
40min，通过将合成树脂缓慢加注至熔融设备中，并持续加热搅拌35
‑
40min，可以使合成树脂与混合原料充分融合。
41.实施例二：
42.与实施例一的不同之处在于，本实施例通过改变局部工艺流程，提升纤维的综合性能，具体步骤如下：
43.步骤一.先将聚酯切片、石墨烯原料以及合成树脂进行除杂，再利用干燥设备进行干燥处理，干燥时间控制在1.5
‑
2小时；
44.步骤二.将干燥处理后的聚酯切片、石墨烯原料以及合成树脂导入混合设备中进行充分搅拌混合，得到混合原料；
45.步骤三.将充分混合后的混合原料导入搅拌式熔融设备，在利用高温将混合原料进行融化；
46.步骤四.待各原料充分融合后，将混合溶液导入纺丝机，纺出的丝线先进行风冷，纤维丝初步降温后，再进行水冷冷却成型；
47.步骤五.利用热风机对冷却成型后的纤维丝进行烘干处理；
48.步骤六.将烘干后的纤维丝利用收料卷进行收卷缠绕，即制得石墨烯涤纶功能性纤维卷。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。