一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性石墨烯皮芯再生聚酯短纤维的制备方法，包含：采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；将改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥

【技术实现步骤摘要】
一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及再生聚酯纤维功能化制备领域，具体涉及一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法
。

技术介绍

[0002]再生聚酯纤维的升级利用是聚酯发展的一个重要方向，具有重要意义
。
可以预见，今后优质的循环利用聚酯企业的规模将日益扩大
。
另外，随着人们生活水平的提高，人们对于再生聚酯的功能性和性能要求也越来越高
。
[0003]石墨烯自发现以来受到学术界和工业界广泛关注，以石墨烯为功能纳米粒子，为纤维及纺织品的高性能化和功能化带来了新的机遇
。
已有诸多报道了石墨烯与各种天然纤维
、
合成纤维及其制品结合
。
作为碳纳米材料，石墨烯具有优异的光吸收性能
、
光热转换性能和热传输能力
。
由于其独特的光学性质，诸多文献报道了基于石墨烯改性的纤维及织物具有优异的抗紫外
、
抗菌
、
抗静电
、
远红外等性能
。
但是由于独特的片层结构使其非常容易团聚，从而导致纤维可纺性的下降
。
此外，通过熔融纺丝制备于石墨烯填充或共混的聚合物复合纤维相关研究工作中，石墨烯的添加量都难以达到理想的目标，受限的石墨烯添加量使得复合纤维也很难获得预期的高性能和功能性
。
专利
CN104630928B
提供一种基于石墨烯增强阻燃再生聚酯短纤维的制备方法，但是并未对石墨进行分散处理，结果可能会影响纤维的可纺性
。
专利
CN109096497B
提出一种废旧聚酯纺织品深度讲解石墨烯共聚改性方法，该专利技术先用化学醇解得到聚酯低聚物，然后再与石墨烯混合后进行缩聚反应得到石墨烯前段再生共聚酯，这种化学回收法具有能量消耗量大
、
产品污染性大
、
生产工艺过程复杂
、
回收成本高等问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决石墨烯纤维纺丝困难
、
易于团聚等问题，提出一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法，所述的方法包含：
[0005]步骤
1,
采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥
、
预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒
。
步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％
‑
10
％，芯层未添加任何功能母粒
。
[0006]步骤1中，采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性，具体包括：
[0007]首先，氧化石墨烯被加入水中，超声得到氧化石墨烯分散液，然后，将
Tris
‑
HCl
加入到氧化石墨烯分散液中，并调节溶液
pH
为
7.5
‑
8.5
，再滴加多巴胺，并在
45
～
55℃
反应
24
‑
48h.
反应产物经过透析
72
‑
96h
后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体；
[0008]将聚多巴胺改性石墨烯粉体加入到
N,N
‑
二甲基甲酰胺中
,
超声得到
PDA
‑
rGO
分散
液，使用
NaOH
将
PDA
‑
rGO
分散液的
pH
调节到8‑
10,
在超声作用下，将咪唑基离子溶液滴加至
PDA
‑
rGO
分散液中，接着，向得到的混合分散液加入
L
‑
抗坏血酸开启搅拌模式，
85
～
95℃
冷凝回流，反应
24
‑
48h
，经离心
、
洗涤
、
冷冻干燥后得到改性石墨烯
。
[0009]步骤1中，所述的氧化石墨烯
、
多巴胺的质量比
0.5
～
1.5g
：
0.01
，进一步优选为
1g
：
0.01。
[0010]所述的聚多巴胺改性石墨烯粉体
、
咪唑基离子
、L
‑
抗坏血酸的用量之比为
0.05
～
0.2g
：
0.1
～
0.3g
：
0.2
～
0.4g
，进一步优选为
0.1g
：
0.2g
：
0.3g。
[0011]进一步优选，步骤1中聚多巴胺及咪唑基离子对氧化石墨烯改性特征：首先，1‑
3g
氧化石墨烯被加入
500mL
去离子水中
,
超声
0.5
‑
2h
得到氧化石墨烯分散液
。
然后
,
将
20
‑
40mL(0.03mg/mL)Tris
‑
HCl
加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液
pH
为
7.5
‑
8.5.
进一步地
,20
‑
40mL(0.5mg/mL)
多巴胺滴加至上述溶液，并在
50℃
反应
24
‑
48h.
反应产物经过透析
72
‑
96h
后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体
。
[0012]进一步优选，步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：
0.1g
聚多巴胺改性后的石墨烯加入到
100mL DMF
中
,
超声
30
‑
60min
得到分散液
。
使用
NaOH
将
PDA
‑
rGO
分散液的
pH
调节到8‑
10,
在超声作用下，
10
‑
20mL
的咪唑基离子溶液
(0.02g/mL
，溶剂为
DMF)
缓慢滴加至上述
PDA
‑
rGO
分散液中...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性，得到改性石墨烯；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯片按比例配比，后进行干燥
、
预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒；步骤3，将步骤2制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中，皮层中改性石墨烯再生母粒的添加量为5％
‑
10
％，芯层为再生聚酯材料，得到皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维
。2.
根据权利要求1所述的皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤1中，采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性，具体包括：首先，氧化石墨烯被加入水中，超声得到氧化石墨烯分散液，然后，将
Tris
‑
HCl
加入到氧化石墨烯分散液中，并调节溶液
pH
为
7.5
‑
8.5
，再滴加多巴胺，并在
45
～
55℃
反应
24
‑
48h.
反应产物经过透析
72
‑
96h
后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体；将聚多巴胺改性石墨烯粉体加入到
N,N
‑
二甲基甲酰胺中
,
超声得到
PDA
‑
rGO
分散液，使用
NaOH
将
PDA
‑
rGO
分散液的
pH
调节到8‑
10,
在超声作用下，将咪唑基离子溶液滴加至
PDA
‑
rGO
分散液中，接着，向得到的混合分散液加入
L
‑
抗坏血酸开启搅拌模式，
85
～
95℃
冷凝回流，反应
24
‑
48h
，经离心
、
洗涤
、
冷冻干燥后得到改性石墨烯
。3.
根据权利要求1所述的皮芯结构改性石...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晨，云付成，侯雪斌，韩建，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：