一种多功能粘胶纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于粘胶纤维技术领域，尤其涉及一种多功能粘胶纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 粘胶纤维主要是以来源于棉短绒、木材、植物秸杆的纤维素，经过酸解、碱解和漂 白等一系列工艺制备而成的高纯度的纤维素溶解浆为原料，然后在经过一系列的碱浸渍、 压榨、老化、黄化、溶解、过滤、纺丝、后处理等工段制备而成。普通的粘胶纤维与棉纤维性能 类似，穿着舒适，具有良好的吸湿性、可染性，其具有其他化学纤维无法比拟的优点。随着消 费者对衣物等材料的功能性要求的越来越高，如远红外、抗紫外、防辐射、防静电、抗菌、抑 菌等，多功能粘胶纤维成为目前研宄热点之一。
[0003] 目前，现有技术公开了多种多功能粘胶纤维，如申请号为200510104907. 3的中国 专利文献公开了一种含银抗菌粘胶纤维及其制备方法，包括混柏、制胶、纺丝、集束、切断、 精炼、烘干和打包步骤，并在制胶或纺丝过程中，添加纳米颗粒大小为50~65nm的纳米银 胶体溶液，该方法获得的粘胶纤维具有较强的抑菌、杀菌和一定的防静电等功能，但是，该 制备方法纳米银粒子的不能很好的解决其在制胶和纺丝过程中的团聚现象，影响了纳米银 粒子的作用效果。并且，该方法直接添加纳米银胶体溶液，得到的粘胶纤维虽然具有抑菌性 能，但其他性能，如远红外、防辐射等并不突出。因此，发明人考虑制备一种具有良好远红 外、抗紫外、防辐射、防静电、抑菌和抗菌等功能的多功能粘胶纤维。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多功能粘胶纤维及其制备方法，本发明提 供的多功能粘胶纤维中纳米粒子分布均匀，且具有良好的远红外、抗紫外、防辐射、防静电、 抑菌和抗菌等性能。
[0005] 本发明提供了一种多功能粘胶纤维，包括：粘胶纤维、石墨烯和纳米银，其中，所述 纳米银原位负载于所述石墨烯片层上。
[0006] 优选的，所述石墨烯按照以下方法制备：
[0007] 用双氧水或次氯酸钠对纤维素进行漂白处理，得到第一中间产物；
[0008] 用活化剂对所述第一中间产物进行活化，得到第二中间产物，所述活化剂为镍盐、 铁盐、钴盐或锰盐的一种或多种；
[0009] 在保护性气体的条件下，将所述第二中间产物在600~1400°C下进行炭化处理， 经过后处理步骤后得到石墨烯。
[0010] 优选的，所述纳米银占所述石墨稀的lwt%~50wt% ;
[0011] 所述石墨稀占所述粘胶纤维的0.Olwt%~10wt%。
[0012] 优选的，所述纳米银占所述石墨稀的2wt%~30wt% ;
[0013] 所述石墨稀占所述粘胶纤维的0.lwt%~5wt%
[0014] 优选的，所述纤维素为多孔纤维素；
[0015]所述活化剂为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、乙酸镍、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硫酸 铁、硫酸亚铁、乙酸铁、氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、乙酸钴、氯化锰、硝酸锰、硫酸锰和乙酸锰中 的一种或几种。
[0016]本发明还提供了一种多功能粘胶纤维的制备方法，其特征在于，包括：
[0017]a)将石墨烯分散于水溶液中，得到石墨烯分散液；
[0018] b)将银盐溶解于所述石墨烯分散液中，加入还原剂进行还原反应后，得到负载纳 米银的石墨烯溶液；
[0019]c)将所述负载纳米银的石墨烯溶液与粘胶液混合均匀，进行纺丝后得到多功能粘 胶纤维。
[0020] 优选的，所述石墨烯按照以下方法制备：
[0021] 用双氧水或次氯酸钠对纤维素进行漂白处理，得到第一中间产物；
[0022] 用活化剂对所述第一中间产物进行活化，得到第二中间产物，所述活化剂为镍盐、 铁盐、钴盐或锰盐的一种或多种；
[0023] 在保护性气体的条件下，将所述第二中间产物在600~1400°C下进行炭化处理， 经过后处理后得到石墨烯。
[0024]优选的，所述步骤a)具体包括：
[0025]al)将石墨烯超声分散于水中，离心或静置后得到均一的石墨烯分散溶液；
[0026]a2)将所述均一的石墨烯分散溶液与稳定剂混合，得到稳定的石墨烯分散液。
[0027]优选的，所述步骤a2)中，所述稳定剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、吐温80、十二 烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠的一种或多种。
[0028]优选的，所述步骤b)中，所述银盐为硝酸银，所述还原剂为硼氢化钠、乙二醇、葡 萄糖或柠檬酸的一种或多种；
[0029] 所述还原剂与银盐的摩尔比为1~10 :1。
[0030]优选的，所述步骤b)中加入还原剂进行还原反应后，将得到的反应产物进行超声 处理。
[0031]优选的，所述超声处理的时间为lOmin~60min。。
[0032]与现有技术相比，本发明首先采用液相原位合成的方法获得负载纳米银的石墨 烯，然后将其添加于粘胶液中进行纺丝，获得添加有纳米银和石墨烯的粘胶纤维，该粘胶纤 维具有良好的远红外、抗紫外、防静电、防辐射、抗菌和抑菌等性能。
[0033] 申请人在研宄过程中发现，只添加石墨烯获得的粘胶纤维的抗菌性能和防辐射性 能虽有提高，但提高程度不明显；只添加纳米银获得的粘胶纤维对纳米银粒子的分散程度 要求较高，且粘胶纤维的远红外温升性能、抗紫外性能和防辐射性能提高也不明显；同时添 加纳米银和改进的Hmnmers法制备的石墨稀得到的粘胶纤维，其远红外性能、抗菌性能和 防辐射性能提高程度也不明显；而将纳米银负载于石墨烯片层上再添加到粘胶纤维中时能 够有效提高粘胶纤维的远红外性能、抗菌性能和防辐射性能，其中，同时将纳米银负载于改 进的Hmnmers法制备的石墨稀中再添加到粘胶纤维中能有效提高粘胶纤维的远红外性能、 抗菌性能和防辐射性能；而采用特定方法制备的片层缺陷较少的石墨烯，并将纳米银原位 负载后，再添加到粘胶纤维中能够显著提高粘胶纤维的远红外性能、抗菌性能和防辐射性 能。实验结果表明，相比未添加的粘胶纤维，本发明制备的多功能粘胶纤维的远红外温升性 能提尚了 100%以上，紫外防护系数提尚了 70%以上，抑菌性能可达99. 9%，提尚了 100% 以上，而其他方法制备的粘胶纤维的远红外温升性能提高不到50%，紫外防护系数提高不 到40%，抑菌性能提高不到50%。
【附图说明】
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0035]图1为本发明实施例1得到的石墨烯的拉曼光谱；
[0036]图2为本发明实施例1得到的石墨烯的透射电镜图片；
[0037]图3为本发明实施例1得到的石墨烯的透射电镜图片；
[0038] 图4是未负载纳米银的石墨烯的扫描电镜照片；
[0039] 图5是负载纳米银的石墨烯的扫描电镜照片；
[0040] 图6是负载纳米银的石墨烯的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0041] 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。
[0042] 本发明提供了一种多功能粘胶纤维，包括：粘胶纤维、石墨烯和纳米银，其中，所述 纳米银原位负载于所述石墨烯片层上。
[0043] 本发明以石墨烯为载体，首先原位负载纳米银后再添加到粘胶纤维中，能够显著 提高粘胶纤维的远红外、抗紫外、防辐射、防静电、抗菌和抑菌等性能。
[0044] 本发明对所述石墨稀没有特殊限制，改进的Hmnmers法制备的石墨稀等均可。
[0045] 为了获得性能更好的粘胶纤维，本发明采用的石墨烯优选按照以下方法制备：
[0046] 1)、用双氧水或次氯酸钠对纤维素进行漂白处理，得到第一中间产物；在本发明 中，所述双氧水或次氯酸钠的质量优选为所述多孔纤维素质量的1%~10%，更优选为 2%~8%。在本发明中，所述双氧水或次氯酸钠漂白的漂白温度优选为60°C~130°C，更 优选为80°C~100°C;所述双氧水或次氯酸钠漂白的漂白时间优选为lh~10h，更优选为 2h~
[0047] 2)、用活化剂对第一中间产物进行活化，得到第二中间产物；在本发明中，所述活 化的温度优选为20°C~180°C，更优选为50°C~150°C，最优选为80°C~140°C。在本发明 中，所述混合的时间优选为2h~10h，更优选为5h~7h。
[0048] 3)、在保护性气体的条件下，将所述第二中间产物在600°C-1400°C进行炭化处 理，经过后处理步骤后得到活性多孔石墨烯。本发明中，炭化时间为2h-12h，优选4h-8h。
[0049] 所述纤维素为多孔纤维素。
[0050] 所述多孔纤维素的制备方法包括以下步骤：A)、将生物质资源在酸中进行水解，得 到木质纤维素，所述生物质资源包括植