>[0049]通过柔性在线混合分散装置进行混合分散。所述的柔性在线混合分散装置由动态混合装置、探头超声装置、冷却装置、静态混合装置组成。
[0050]
首先，利用纺前球窝型动态混合器装置，实现两股分散液的初步混合，然后再通过深入到输送管路内部的探头超声装置，利用超声分散的方法进行超声分散，防止石墨烯在输送过程中的再团聚，其中所用探头超声装置的超声功率为1600W，工作频率为75KHz，制备更加均匀的石墨烯/纤维素纺丝液。将混合后的纺丝液输送到冷却装置，使纺丝液维持在20°C。最后将石墨烯/纤维素纺丝液通过SH型静态混合装置，纺丝液通过柔性在线混合分散装置的时间为22min，进一步实现石墨烯与纤维素纺丝原液的混合，制备出石墨烯分散均匀的纤维素纺丝溶液，纺丝液中石墨烯占纺丝液中甲纤的质量含量为5.0%。
[0051 ] 2)规格为1.67dteX*38mm的石墨烯功能化纤维素纤维的制备
将上述制备的石墨烯/纤维素纺丝液通过硫酸为115g/L、硫酸钠312g/L、硫酸锌11.5g/L的凝固浴进行纺丝，初生丝束经过多级牵伸，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得纤维经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干后，得到规格为1.67dtex*38mm的石墨稀功能化纤维素纤维。所述脱硫浴:Na2S03 5.7g/L，油浴:4.5g/L，漂白浴:6.2g/L，烘干温度:120 °C，烘干时间为45min。
[0052]所制备的规格为1.67dteX*38mm的石墨烯功能化纤维素纤维的干断裂强度2.20cN/dteX，湿断裂强度为1.21cN/dteX，功能性优良，与常规纤维素纤维织物相比，当人体穿戴时达到人体温度所需要的时间比实施例3所需时间更短;远红外法向发射率在0.87;紫外线防护系数(UPF)等级达到265.89，且紫外线透过率为1.33%(常规粘胶纤维紫外线防护系数:1.74，且紫外线透过率68.31%);热学稳定性更好，热分解温度提高21°C。
[0053]实施例5:1)石墨烯/纤维素纺丝液的制备
(I)石墨烯分散液的制备
通过加热超声分散方法和添加聚乙烯醇的方式将石墨烯分散在去离子水中，制备石墨烯分散液，其中该石墨烯分散液中中石墨烯:羟乙基纤维素:去离子水的质量之比为10.0:2.0:100ο
[0054]将上述石墨烯分散液通过砂磨机或者球磨机等进一步研磨、分散，减少石墨烯的粒径，提高石墨烯的分散效果。
[0055](2)石墨烯/纤维素初级纺丝液的制备
将配置好的石墨烯分散液按质量比是1: 2的比例加入到制备好的纤维素纺丝溶液中，通过高速剪切搅拌的方式搅拌1.5h，得到初步的石墨烯/纤维素混合溶液，然后通过利用连续脱泡或者静置的纺丝进行脱泡后备用；
(3)石墨烯/纤维素纺丝最终纺丝液的制备
将制备的石墨烯/纤维素初级纺丝液过滤后，通过利用柔性在线添加装置加入到纤维素纺丝溶液的管路中，所述的柔性在线添加装置由纺前过滤装置、纺前注射装置、纺前计量装置组成。
[0056]通过柔性在线混合分散装置进行混合分散。所述的柔性在线混合分散装置由动态混合装置、探头超声装置、冷却装置、静态混合装置组成。
[0057]首先，利用纺前球窝型动态混合器装置，实现两股分散液的初步混合，然后再通过深入到输送管路内部的探头超声装置，利用超声分散的方法进行超声分散，防止石墨烯在输送过程中的再团聚，其中所用探头超声装置的超声功率为2000W，工作频率为10KHz，制备更加均匀的石墨烯/纤维素纺丝液。将混合后的纺丝液输送到冷却装置，使纺丝液维持在20°C。最后将石墨烯/纤维素纺丝液通过SX型静态混合装置，纺丝液通过的柔性在线混合分散装置时间为lOmin，进一步实现石墨烯与纤维素纺丝原液的混合，制备出石墨烯分散均匀的纤维素纺丝溶液，纺丝液中石墨烯占纺丝液中甲纤的质量含量为6.0%。
[0058]2)规格为2.22dteX*38mm的石墨烯功能化纤维素纤维的制备
将上述制备的石墨烯/纤维素纺丝液通过硫酸为120g/L、硫酸钠320g/L、硫酸锌13.5g/L的凝固浴进行纺丝，初生丝束经过多级牵伸，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得纤维经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干后，得到规格为2.22dtex*38mm的石墨烯功能化纤维素纤维。所述脱硫浴:氢氧化钠6.5g/L，油浴:6.0g/L，漂白浴:7.5g/L，烘干温度:125 °C，烘干时间为40min。
[0059]所制备的规格为2.22dteX*38mm的石墨烯功能化纤维素纤维的干断裂强度2.12cN/dteX，湿断裂强度为1.lOcN/dtex，功能性优良，与常规纤维素纤维织物相比，当人体穿戴时达到人体温度所需要的时间比实施例4所需时间更短;远红外法向发射率在0.89;紫外线防护系数(UPF)等级达到492.86，且紫外线透过率为0.57%(常规粘胶纤维紫外线防护系数:1.74，且紫外线透过率68.31%);热学稳定性更好，热分解温度提高26°C。
[0060]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种石墨烯功能化纤维素纤维，其特征在于:所述纤维是由石墨烯分散液与纤维素纺丝溶液混合，制备的石墨烯/纤维素纺丝液，经湿法纺丝制备而成;所述的石墨烯/纤维素纺丝液中石墨烯占纺丝液中甲纤的质量含量为2.0?6.0%。2.如权利要求1所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维，其特征在于:法向发射率在0.81以上，紫外线防护系数(UPF)等级达到20+以上，且紫外线透过率小于8.20%，热分解温度与常规粘胶纤维相比提高8-26°C。3.—种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于:包括石墨烯/纤维素纺丝液的制备和石墨烯功能化纤维素纤维的制备步骤。4.如权利要求3所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于:所述石墨烯/纤维素纺丝液的制备步骤包括石墨烯分散液的制备，所述的石墨烯分散液中石墨烯:分散稳定剂:去离子水的质量比为2?10:0.5?2:100。5.如权利要求3所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于: 所述石墨烯/纤维素纺丝液的制备步骤，还包括石墨烯/纤维素初级纺丝液的制备步骤，石墨烯分散液与纤维素纺丝溶液的质量比为1:1?2;所述高速剪切搅拌的时间为0.5?1.5ho6.如权利要求3所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于:所述石墨烯/纤维素纺丝液的制备步骤，还包括石墨烯/纤维素纺丝最终纺丝液的制备步骤，所述的纺丝液的温度为18?2 O °C ;所述的纺丝液通过柔性在线混合分散装置的时间为1?40mino7.如权利要求6所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于:所述的石墨烯/纤维素纺丝液中石墨烯占纺丝液中甲纤的质量含量为2.0?6.0%。8.如权利要求3所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于:所述的柔性在线添加装置由纺前过滤装置、纺前注射装置、纺前计量装置组成； 所述的柔性在线混合分散装置由动态混合装置、探头超声装置、冷却装置、静态混合装置组成； 所述的动态混合装置是行星齿轮动态混合器、动静齿圈式动态混合器、月牙槽型动态混合器或者球窝型动态混合器中的一种； 所述探头超声装置的超声功率为500W?2000W，工作频率为10KHZ?10KHz; 所述的静态混合装置是SK型静态混合装置、SX型静态混合装置或者SH型静态混合装置中的一种。9.如权利要求3所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于:所述的石墨稀功能化纤维素纤维的制备步骤，所述凝固浴包括硫酸95?120g/L、硫酸钠295?320g/L，硫酸锌 5.0?13.5g/L。10.如权利要求3所述的一种石墨烯功能化纤维素纤维的制备方法，其特征在于: 所述脱硫浴:Na2SO3或者氢氧化钠2.5?6.5g/L，油浴:2.0?6.0g/L，漂白浴:1.5?7.5g/L，烘干温度:100?125°C，烘干时间为40?60min。
【专利摘要】本发明提供一种石墨烯功能化纤维素纤维，所述纤维是由石墨烯分散液与纤维素纺丝溶液混合，制备的石墨烯/纤维素纺丝液，经湿法纺丝制备而成；所述的石墨烯/纤维素纺丝液中石墨烯占纺丝液中甲纤的质量含量为2.0～6.0%。本发明还提供上述纤维的制备方法，采用本发明方法制备的石墨烯/纤维素纺丝液，石墨烯分散均匀、不易团聚；本发明方法省略了后续工艺中还原剂对氧化石墨烯进行还原的步骤，提高了纤维的性能；采用本发明方法制备的石墨烯功能化纤维素纤维中石墨烯的含量为2.0～6.0%；采用本发明方法制备的石墨烯功能化纤维素纤维，石墨烯均匀分布，具有较快的升温速率，较好的远红外和防紫外性能和更好的热稳定性能。
【IPC分类】D01F1/10, D01F2/08
【公开号】CN105603554
【申请号】CN201610029784
【发明人】马君志, 李昌垒, 秦翠梅, 王东, 吴亚红, 郝连庆, 刘乐
【申请人】恒天海龙（潍坊）新材料有限责任公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月18日