本发明涉及纺丝纤维，公开了一种石墨烯锦纶纺丝纤维及其制备工艺。
背景技术：
1、聚酰胺是由含有羧基和氨基的单体通过酰胺键聚合成的高分子，用作合成纤维时被称为锦纶，其中，pa-6、pa-66主要用于纺制合成纤维，称为锦纶6（尼龙6）和锦纶66（尼龙66），具有良好的综合性能。
2、随着多样化市场对产品的需求不断增加，单一的锦纶纤维已经不能满足实际需求，因此常加入石墨烯改性，石墨烯具有优秀的亲水性、红外发热性能、抗菌性能、防紫外线性能，同时能提高锦纶纤维的强度，具有广阔的应用前景。然而，石墨烯表面不含官能团，导致分散性较差，严重限制了石墨烯在改性锦纶材料中的应用。
3、因此，制备一种具有良好的抗菌性、亲水性，且强度好，性能优秀的石墨烯锦纶纺丝纤维具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种石墨烯锦纶纺丝纤维及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺：包括以下步骤：s1：取羧基活化石墨烯、四聚赖氨酸，制得改性石墨烯a；
4、s2：取羧基活化石墨烯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物、水，制得改性石墨烯b；取己内酰胺、6-氨基己酸、改性石墨烯b，制得改性尼龙6，将改性尼龙6经熔融纺丝、后牵伸，得改性锦纶纤维；
5、s3：取改性石墨烯a、戊二醛、乙醇、丙醇、碳酸钠，搅拌均匀，得浸渍液，将改性锦纶纤维放入浸渍液，浸渍，取出烘干得石墨烯锦纶纺丝纤维。
6、较为优化地，所述浸渍液包括以下原料：5~15份改性石墨烯a、1~2份戊二醛、600~700份乙醇、50~100份丙醇、1~2份碳酸钠。
7、较为优化地，所述改性石墨烯a的制备包括以下步骤：取羧基化石墨烯、水，超声分散1~2h，得分散液，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌1~2h，得羧基活化石墨烯；加入四聚赖氨酸，升温至120~140℃搅拌10~14h，洗涤干燥，得改性石墨烯a。
8、较为优化地，所述改性石墨烯a包括以下原料，按质量份数计：3~6份羧基化石墨烯、1~2份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、2~4份四聚赖氨酸；分散液的浓度为1mg/ml。
9、较为优化地，所述改性尼龙6的制备包括以下步骤：取羧基活化石墨烯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物、水，搅拌均匀，升温至120~140℃搅拌10~14h，干燥，得改性石墨烯b；取己内酰胺、6-氨基己酸、改性石墨烯b，打开回流冷凝水，通入氮气，升温至250~260℃，使上述物质熔化，搅拌6~7h，得改性尼龙6。
10、较为优化地，所述改性石墨烯b包括以下原料，按质量份数计：10~15份羧基活化石墨烯、3~6份聚酰胺聚醚嵌段共聚物、8~15份水；所述改性尼龙6包括以下原料，按质量份数计：15~25份己内酰胺、0.5~1.5份6-氨基己酸、0.05~0.15份改性石墨烯b。
11、较为优化地，所述聚酰胺聚醚嵌段共聚物的制备包括以下步骤：在氮气保护下，加入聚醚胺，将温度升至200~210℃，加入亚磷酸，保温搅拌0.5~1h，缓慢加入尼龙66盐，升温至220~230℃保温反应2~4h，得，聚醚胺封端聚酰胺预聚物；加入己二酸、亚磷酸，升温至230~240℃，反应3~4h，降温至210~220℃抽真空，升温至230~240℃保温反应1~2h，冷却，得聚酰胺聚醚嵌段共聚物。
12、较为优化地，所述聚酰胺聚醚嵌段共聚物包括以下原料，按摩尔份数计：1~2mol聚醚胺、0.8~1.5mol尼龙66盐、1~2mol己二酸；聚醚胺封端聚酰胺预聚物中，添加0.8~1.5wt%的亚磷酸；聚酰胺聚醚嵌段共聚物中，添加0.3~0.8wt%的亚磷酸。
13、较为优化地，浸渍工艺为：50~60℃浸渍0.5~1h，浴比1:50~1:60。
14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
15、（1）本发明制备了羧基活化石墨烯；先将羧基化石墨烯与四聚赖氨酸反应制得改性石墨烯a，改性石墨烯a与戊二醛、乙醇、丙醇、碳酸钠共同制备得到浸渍液，用于对后续步骤制得的改性锦纶纤维进行浸渍整理；通常，通过在锦纶中添加石墨烯进行改性时，会存在石墨烯分散性不佳的问题，因此不宜添加过多，而使用含石墨烯的浸渍液改性锦纶纤维时，只能对纤维表面进行改性，效果不佳；为了达到良好性能，本发明在锦纶中添加较少量的改性石墨烯b进行改性的同时，制备一种含改性石墨烯a的浸渍液，对锦纶纤维进行浸渍改性，从两个方面对锦纶进行石墨烯改性，得到性能优秀的石墨烯锦纶纺丝纤维；浸渍液中加入改性石墨烯a，具有良好的强度和抗菌性能，加入的戊二醛可在本发明规定的浸渍工艺下与改性石墨烯a中的氨基与后续步骤中制备的改性锦纶纤维中的氨基交联，使两者结合紧密。
16、（2）使用羧基活化石墨烯和聚酰胺聚醚嵌段共聚物制备改性石墨烯b，以己内酰胺、6-氨基己酸、改性石墨烯b制备改性尼龙6，经熔融纺丝、后牵伸，得改性锦纶纤维；该改性锦纶纤维中含有氨基，可通过戊二醛与上述含改性石墨烯a中的氨基交联，使两者结合紧密；改性石墨烯b中引入了聚酰胺聚醚嵌段共聚物，具有良好的亲水性，聚酰胺聚醚嵌段共聚物中含有尼龙66盐，尼龙66与尼龙6相容性好，且拥有较高的弹性模量，因此，该聚酰胺聚醚嵌段共聚物能提升石墨烯与尼龙6（锦纶）的相容性，同时提高其亲水性和弹性模量；制备改性尼龙6时，控制改性石墨烯b的添加量，避免了因石墨烯分散性不好导致的锦纶力学性能下降的问题，同时，改性石墨烯a与改性石墨烯b的配合使用确保了所得石墨烯锦纶纺丝纤维具有优秀性能。
1.一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述浸渍液包括以下原料：5~15份改性石墨烯a、1~2份戊二醛、600~700份乙醇、50~100份丙醇、1~2份碳酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述改性石墨烯a的制备包括以下步骤：取羧基化石墨烯、水，超声分散1~2h，得分散液，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌1~2h，得羧基活化石墨烯；加入四聚赖氨酸，升温至120~140℃搅拌10~14h，洗涤干燥，得改性石墨烯a。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述改性石墨烯a包括以下原料，按质量份数计：3~6份羧基化石墨烯、1~2份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、2~4份四聚赖氨酸；分散液的浓度为1mg/ml。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述改性尼龙6的制备包括以下步骤：取羧基活化石墨烯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物、水，搅拌均匀，升温至120~140℃搅拌10~14h，干燥，得改性石墨烯b；取己内酰胺、6-氨基己酸、改性石墨烯b，打开回流冷凝水，通入氮气，升温至250~260℃，搅拌6~7h，得改性尼龙6。
6.根据权利要求5所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述改性石墨烯b包括以下原料，按质量份数计：10~15份羧基活化石墨烯、3~6份聚酰胺聚醚嵌段共聚物、8~15份水；所述改性尼龙6包括以下原料，按质量份数计：15~25份己内酰胺、0.5~1.5份6-氨基己酸、0.05~0.15份改性石墨烯b。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述聚酰胺聚醚嵌段共聚物的制备包括以下步骤：在氮气保护下，将聚醚胺升温至200~210℃，加入亚磷酸，保温搅拌0.5~1h，缓慢加入尼龙66盐，升温至220~230℃保温反应2~4h，得，聚醚胺封端聚酰胺预聚物；加入己二酸、亚磷酸，升温至230~240℃，反应3~4h，降温至210~220℃抽真空，升温至230~240℃保温反应1~2h，冷却，得聚酰胺聚醚嵌段共聚物。
8.根据权利要求7所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述聚酰胺聚醚嵌段共聚物包括以下原料，按摩尔份数计：1~2mol聚醚胺、0.8~1.5mol尼龙66盐、1~2mol己二酸；聚醚胺封端聚酰胺预聚物中，添加0.8~1.5wt%的亚磷酸；聚酰胺聚醚嵌段共聚物中，添加0.3~0.8wt%的亚磷酸。
9.根据权利要求1所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺，其特征在于，所述浸渍工艺为：50~60℃浸渍0.5~1h，浴比1:50~1:60。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的一种石墨烯锦纶纺丝纤维的制备工艺得到的石墨烯锦纶纺丝纤维。