本发明专利技术涉及一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，属于新材料技术领域，所述长丝纤维由超细金属网层和石墨烯纤维组成，所述超细金属网层由超细金属丝编织成网状，所述超细金属网层包覆在石墨烯纤维外侧。该技术方案通过超细金属网层对石墨烯纤维进行包覆，能够在提高石墨烯纤维的机械强度的同时，对改善导电稳定性有着一定程度的促进作用，有益效果显著。
Filament fiber using graphene modified material
The invention relates to an application of graphene modified material filaments, which belongs to the technical field of new materials, the filaments by ultrafine metal mesh layer and graphene fibers, the ultrafine metal mesh layer is composed of ultrafine metal wire woven mesh, the ultrafine metal mesh layer is coated on the outside of the graphene fiber. The technical scheme by ultrafine metal mesh layer of graphene coated fiber, can improve the mechanical strength of graphene fiber at the same time, a certain role in improving the stability of conductivity, a significant beneficial effect.
【技术实现步骤摘要】
一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维
本专利技术涉及一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，属于新材料
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为0.335nm，根据制备方式的不同而存在不同的起伏，通常在垂直方向的高度大约1nm左右，水平方向宽度大约10nm到25nm，是除金刚石以外所有碳晶体（零维富勒烯，一维碳纳米管，三维体向石墨）的基本结构单元。石墨烯自发现伊始就引起了广泛的关注，它具有已知材料中最高的强度，同时具有优异的导电性和导热性。从而，石墨烯可以作为一种理想的组装单元来制备高性能纤维，气凝胶，薄膜以及纳米复合材料，其中石墨烯纤维是一类新型高性能多功能纤维材料，可通过氧化石墨烯液晶连续制备。在制备石墨烯纤维过程中，经过化学还原或热还原作用，不导电的氧化石墨烯会转化为具有导电性的石墨烯。然而，实验测试表明通过氧化石墨烯还原而来的石墨烯仍然具有结构导电缺陷，会很大程度上限制石墨烯纤维导电性能的提高。为此，提供一种改性石墨烯长丝纤维，弥补现有结构的导电缺陷尤为重要。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，具体技术方案如下：一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，所述长丝纤维由超细金属网层和石墨烯纤维组成，所述超细金属网层由超细金属丝编织成网状，所述超细金属网层包覆在石墨烯纤维外侧。作为上述技术方案的改进，所述石墨烯纤维通过干法纺丝制成。作为上述技术方案的改进，所述干法纺丝步骤包括：（1）石墨预处理，将石墨原料、硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷混合，在50℃～110℃下搅拌混匀，过滤后干燥，将得到的石墨材料与硫酸和高锰酸钾混合，在0℃～15℃下搅拌混匀，然后加入去离子水和双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，得到预氧化石墨烯；（2）氧化石墨烯制备，将步骤（1）中得到的预氧化石墨烯与硫酸和高锰酸钾混合，在在0℃～15℃下搅拌混匀，然后加入去离子水和双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，干燥后得到氧化石墨烯；（3）氧化石墨烯溶胶制备，将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶于丙酮-水混合溶剂中，超声处理后得到氧化石墨烯纺丝液溶胶；（4）石墨烯纤维制备，将步骤（3）得到的氧化石墨烯纺丝液溶胶经过纺丝毛细管在70℃～110℃下纺丝，得到氧化石墨烯纤维丝，将氧化石墨烯纤维丝先用硼氢化钠还原，再用水合肼还原，洗涤干燥，得到石墨烯纤维。作为上述技术方案的改进，所述超细金属网层为超细铜线或超细银线。上述技术方案通过超细金属网层对石墨烯纤维进行包覆，能够在提高石墨烯纤维的机械强度的同时，对改善导电稳定性有着一定程度的促进作用，有益效果显著。具体实施方式本专利技术提供了一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，该长丝纤维由超细金属网层和石墨烯纤维组成，其中超细金属网层由超细金属丝编织成网状，超细金属网层包覆在石墨烯纤维外侧，该技术方案通过超细金属网层对石墨烯纤维进行包覆，能够在提高石墨烯纤维的机械强度的同时，对改善导电稳定性有着重要意义。上述方案中超细金属网层为超细铜线或超细银线，超细铜线或超细银线的直径在10μm～500μm之间。石墨烯纤维通过干法纺丝制成，干法纺丝步骤包括：（1）石墨预处理，将石墨原料、硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷混合，在50℃～110℃下搅拌混匀，过滤后干燥，将得到的石墨材料与硫酸和高锰酸钾混合，在0℃～15℃下搅拌混匀，然后加入去离子水和双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，得到预氧化石墨烯；（2）氧化石墨烯制备，将步骤（1）中得到的预氧化石墨烯与硫酸和高锰酸钾混合，在在0℃～15℃下搅拌混匀，然后加入去离子水和双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，干燥后得到氧化石墨烯；（3）氧化石墨烯溶胶制备，将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶于丙酮-水混合溶剂中，超声处理后得到氧化石墨烯纺丝液溶胶；（4）石墨烯纤维制备，将步骤（3）得到的氧化石墨烯纺丝液溶胶经过纺丝毛细管在70℃～110℃下纺丝，得到氧化石墨烯纤维丝，将氧化石墨烯纤维丝先用硼氢化钠还原，再用水合肼还原，洗涤干燥，得到石墨烯纤维。下面结合具体实施例进行详细描述。实施例一按照以下方法进行长丝纤维产品的制备：（1）石墨预处理，将1.3g石墨原料、20ml硫酸（质量浓度80%）、1.2g过硫酸钾和0.7g五氧化二磷混合，在90℃下搅拌混匀，过滤后干燥，将得到的石墨材料再与20ml硫酸和1.0g高锰酸钾混合，在7℃下搅拌混匀，然后加入200ml去离子水和5ml双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至PH中性，得到预氧化石墨烯；（2）氧化石墨烯制备，将步骤（1）中得到的预氧化石墨烯与20ml硫酸和1.2g高锰酸钾混合，在在7℃下搅拌混匀，然后加入150ml去离子水和5ml双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，干燥后得到氧化石墨烯；（3）氧化石墨烯溶胶制备，将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶于100ml丙酮-水混合溶剂中，30KHz超声处理后得到氧化石墨烯纺丝液溶胶；（4）石墨烯纤维制备，将步骤（3）得到的氧化石墨烯纺丝液溶胶经过纺丝毛细管在100℃下纺丝，挤出速度为50ml/h，毛细管直径为1㎜，在空气中停留得到氧化石墨烯纤维丝，将氧化石墨烯纤维丝先用硼氢化钠还原，再用水合肼还原，洗涤干燥，得到石墨烯纤维；（5）长丝纤维制备，以石墨烯纤维为芯体，将多根直径在50μm的超细铜线围绕芯体编织成网状结构，制成长丝纤维，经检测，产品导电效率较传统导线和纯粹的石墨烯纤维均有所提高。实施例二按照以下方法进行长丝纤维产品的制备：（1）石墨预处理，将1.2g石墨原料、20ml硫酸（质量浓度80%）、1.2g过硫酸钾和0.7g五氧化二磷混合，在100℃下搅拌混匀，过滤后干燥，将得到的石墨材料再与20ml硫酸和1.1g高锰酸钾混合，在3℃下搅拌混匀，然后加入200ml去离子水和5ml双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至PH中性，得到预氧化石墨烯；（2）氧化石墨烯制备，将步骤（1）中得到的预氧化石墨烯与20ml硫酸和1.2g高锰酸钾混合，在在7℃下搅拌混匀，然后加入150ml去离子水和5ml双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，干燥后得到氧化石墨烯；（3）氧化石墨烯溶胶制备，将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶于100ml丙酮-水混合溶剂中，30KHz超声处理后得到氧化石墨烯纺丝液溶胶；（4）石墨烯纤维制备，将步骤（3）得到的氧化石墨烯纺丝液溶胶经过纺丝毛细管在80℃下纺丝，挤出速度为50ml/h，毛细管直径为1㎜，在空气中停留得到氧化石墨烯纤维丝，将氧化石墨烯纤维丝先用硼氢化钠还原，再用水合肼还原，洗涤干燥，得到石墨烯纤维；（5）长丝纤维制备，以石墨烯纤维为芯体，将多根直径在40μm的超细铜线围绕芯体编织成网状结构，制成长丝纤维，经检测，产品导电效率较传统导线和纯粹的石墨烯纤维均有所提高。实施例三按照以下方法进行长丝纤维产品的制备：（1）石墨预处理，将1.0g石墨原料、15ml硫酸（质量浓度80%）、1.0g过硫酸钾和0.5g五氧化二磷混合，在110℃下搅拌混匀，过滤后干燥，将得到的石墨材料再与15ml硫酸和0.8g高锰酸钾混合，在0℃下搅拌混匀，然后加入200本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，其特征在于，所述长丝纤维由超细金属网层和石墨烯纤维组成，所述超细金属网层由超细金属丝编织成网状，所述超细金属网层包覆在石墨烯纤维外侧。
【技术特征摘要】
1.一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，其特征在于，所述长丝纤维由超细金属网层和石墨烯纤维组成，所述超细金属网层由超细金属丝编织成网状，所述超细金属网层包覆在石墨烯纤维外侧。2.如权利要求1所述的一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，其特征在于，所述石墨烯纤维通过干法纺丝制成。3.如权利要求2所述的一种应用石墨烯改性材料的长丝纤维，其特征在于，所述干法纺丝步骤包括：（1）石墨预处理，将石墨原料、硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷混合，在50℃～110℃下搅拌混匀，过滤后干燥，将得到的石墨材料与硫酸和高锰酸钾混合，在0℃～15℃下搅拌混匀，然后加入去离子水和双氧水搅拌匀速搅拌，过滤后，清洗至中性，得到预氧化石墨烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱长效，
申请(专利权)人：安徽省利特环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。