本发明涉及功能纤维领域，具体涉及一种石墨烯/聚乙二醇抗静电尼龙纤维的制备方法。
背景技术：
随着科技的进步和经济的发展，日益提高的生活水平促进功能性纤维向高性能化、多功能化和智能化等方向发展。聚己内酰胺，又称尼龙6(pa6)，具有优异的耐磨性、耐腐蚀、耐油、耐溶剂和加工性能等，但由于pa6表面电阻高达1013ω，在加工、生产和使用过程中，表面摩擦产生电荷并积聚，到一定程度时将会引发各种潜在的危害，为了在实际应用中避免静电积聚产生的危害，需要对尼龙6进行抗静电处理。
因此，在成纤聚合物中添加导电填料是提高尼龙纤维导电性一种简单有效的方法。石墨烯是由sp2杂化碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格的碳材料，是世界上最薄的二维材料，sp2键具有高强度和稳定性，使得石墨烯具有高强度和热导；另一个与碳原子平面垂直的σz轨道电子则在晶格平面两侧形成大π键，赋予石墨烯优异的导电性、高电子迁移率等特性。石墨烯突出的力学、光学性能以及电子传导能力使其在催化、生物、电子、光热学、能源储存、光电器件和复合材料等领域具有的极高的开发潜力和应用价值。
聚乙二醇与尼龙6具有较好的相容性，效果稳定、持久，其增强尼龙6抗静电性的作用机理如下：(1)聚乙二醇中含有的醚键属于亲水基团，添加到尼龙6后进一步增强了其吸湿性，在尼龙6表面形成一层水膜，加快电荷的逸散，(2)聚乙二醇分子链的柔性好，加入到尼龙6中起到了增塑的作用，降低活化能，加快电荷在链段间的传导。(3)有一部分聚乙二醇并未参加反应，而是以共混的形式与pa6基体共存，分散在基体中，在尼龙6，聚乙二醇的相界面上形成一层薄的水分导电层，同时peg分散粒子在基体内相互接触，就形成了从内部向表面的水分通道，有利于静电荷泄漏。
由于石墨烯是纳米级尺寸，存在严重的团聚现象，难以与尼龙6共混，其次，石墨烯的密度比尼龙树脂小很多，加工时难以与尼龙6互溶，难以在聚合物加工方面推广应用，因此急需解决石墨烯在尼龙树脂中分散混合的问题。而且，目前使用的抗静电剂作用单一，目前关于复合抗静电剂在尼龙6中的使用的研究的较少。
技术实现要素：
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种石墨烯/聚乙二醇抗静电尼龙纤维的制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种石墨烯/聚乙二醇抗静电尼龙纤维的制备方法，包括如下步骤：
s1在氮气保护下，将氧化石墨烯投入到二甲基亚砜中，搅拌并超声分散10-50min，然后加入缩合剂n,n′-二环己基碳二亚胺和1-羟基苯并三唑，搅拌并超声分散0.5～2小时，再加入4-二甲基吡啶和溶解聚乙二醇的二甲基亚砜溶液，继续搅拌超声反应12～24小时，在丙酮中沉淀析出，得到聚乙二醇改性石墨烯粗产物；
s2聚乙二醇改性石墨烯粗产物加入到去离子水中并加热至30-80℃，在丙酮中溶解，析出、抽滤及洗涤，干燥得到纯化的聚乙烯醇改性石墨烯；
s3将纯化的聚乙二醇改性石墨烯分散于甲酸中，超声处理10-50min；
s4在高压反应釜中加入己内酰胺、己二酸和催化剂，在氮气气氛下加热至205-210℃，压力保持在0.2～0.4mpa，保持2～3小时后，升温至260～270℃，加入聚乙二醇改性石墨烯，抽真空，反应1～2小时，反应结束后通入氮气压出物料，冷却切粒，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙6复合材料母粒；
s5将石墨烯/聚乙二醇尼龙6复合材料母粒干燥之后，进行熔融纺丝，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙纤维。
所述s1中的氧化石墨烯是由石墨通过改性hummers法制备。
所述n,n′-二环己基碳二亚胺与1-羟基苯并三唑的摩尔比为(1.0-1.2):1。
所述催化剂为4-二甲基吡啶，其用量为5～10％。
所述s4中，制备的石墨烯/聚乙二醇尼龙6复合材料母粒中的聚乙二醇改性石墨烯的质量分数为0.1～0.3％。
所述s5中，用熔融纺丝机进行熔融纺丝，其具体条件为：纺丝电压为18～20kv，接收距离为10-15cm，推进速度为0.05-0.2ml/h。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用聚乙二醇上的反应性官能团与石墨烯表面官能团反应从而得到改性石墨烯，提高石墨烯在尼龙6树脂中的相容性和分散性；
(2)本发明两种抗静电剂复合，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙纤维，具有优异的永久抗静电性能的复合抗静电体系。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种石墨烯/聚乙二醇抗静电尼龙纤维的制备方法，包括如下步骤：
在氮气保护下，将将0.1g氧化石墨烯投入到10ml二甲基亚砜中，搅拌并超声分散30min。
加入缩合剂n，n′-二环己基碳二亚胺和1-羟基苯并三唑，搅拌并超声分散1～2小时，再加入4-二甲基吡啶和溶解2g聚乙二醇的二甲基亚砜溶液，继续搅拌超声反应12～24小时，在丙酮中沉淀析出得到聚乙烯醇改性石墨烯。
将上述步骤得到的沉淀加入到去离子水中并加热至80℃，重新溶解，然后在丙酮中析出，抽滤、洗涤，重复此步骤三次，干燥得到纯化的聚乙烯醇改性石墨烯。
将改性石墨烯分散于甲酸中，超声处理30min。
在高压反应釜中加入一定量的己内酰胺、己二酸和催化剂，在氮气气氛下加热至205～210℃，压力保持在0.2～0.4mpa，保持2～3小时后，升温至260～270℃，加入质量分数为0.2％聚乙二醇改性石墨烯，抽真空，反应1～2小时，反应结束后通入氮气压出物料，冷却切粒，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙6复合材料母粒。
上述所得的尼龙6母粒干燥之后，用熔融纺丝机进行熔融纺丝，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙纤维,纤维的断裂强度3.0cn/dtex，断裂伸长率55％，表面电阻率(ω)为4.6×107。
实施例2
一种石墨烯/聚乙二醇抗静电尼龙纤维的制备方法，包括如下步骤：
在氮气保护下，将将0.2g氧化石墨烯投入到20ml二甲基亚砜中，搅拌并超声分散40min。
加入缩合剂n，n′-二环己基碳二亚胺和1-羟基苯并三唑，搅拌并超声分散1～2小时，再加入4-二甲基吡啶和溶解2g聚乙二醇的二甲基亚砜溶液，继续搅拌超声反应20小时，在丙酮中沉淀析出得到聚乙烯醇改性石墨烯。
将上述步骤得到的沉淀加入到去离子水中并加热至80℃，重新溶解，然后在丙酮中析出，抽滤、洗涤，重复此步骤三次，干燥得到纯化的聚乙烯醇改性石墨烯。
将改性石墨烯分散于甲酸中，超声处理50min。
在高压反应釜中加入一定量的己内酰胺、己二酸和催化剂，在氮气气氛下加热至205～210℃，压力保持在0.2～0.4mpa，保持2～3小时后，升温至260～270℃，加入质量分数为0.2％聚乙二醇改性石墨烯，抽真空，反应1.5小时，反应结束后通入氮气压出物料，冷却切粒，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙6复合材料母粒。
上述所得的尼龙6母粒干燥之后，用熔融纺丝机进行熔融纺丝，得到石墨烯/聚乙二醇尼龙纤维,纤维的断裂强度2.8cn/dtex，断裂伸长率50％，表面电阻率(ω)为6.5×107。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。