一种纤维制品的后处理方法、得到的改性纤维制品及其用途技术

本发明专利技术涉及一种纤维制品的后处理方法，所述方法包括(A1)将纤维制品浸渍至第一石墨烯类物质分散液中，取出后升温至纤维材料的高弹态温度，在后处理温度下恒温进行第一次复合处理；所述第一石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径小于1μm；(A2)将第一次复合处理后的纤维制品浸渍至第二石墨烯类物质分散液中，取出后升温至第二后处理温度后，恒温进行第二次复合处理，之后经过冷却、干燥，得到复合纤维制品；所述第二石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径为1～20μm。本发明专利技术提供的后处理方法提高石墨烯类物质在纤维上的附着牢固性；且从纤维的径向看，小粒径的石墨烯类物质在内部分布的更多，提高了石墨烯类物质在纤维径向的分布均匀性。

Post treatment method for fiber product, modified fiber product obtained and use thereof

The invention relates to a processing method of fiber products, the method comprises (A1) fiber impregnation to the first graphene material dispersion, high elastic state temperature after removing the temperature to the fiber material, the postprocessing temperature constant temperature for the first time combined treatment; the first graphene material dispersion of graphene material in the liquid particle size less than 1 mu m; (A2) will be the first time after combined treatment of fiber impregnation to second graphene material dispersion, removed after heating to second postprocessing temperature, constant temperature second composite treatment, after cooling, drying, composite fiber products; the second graphene material dispersed graphene material in the liquid particle size of 1 ~ 20 m. The invention provides a method for improving adhesion of postprocessing in the fiber of the graphene material; and from the fiber radial, small size of the graphene material in the internal distribution of more, improve the graphene material uniformly distributed in the radial fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维制品的后处理方法、得到的改性纤维制品及其用途
本专利技术属于纤维制备领域，具体涉及一种纤维制品的后处理方法、得到的改性纤维制品及其用途。
技术介绍
导电纤维的研制始于20世纪60年代，导电纤维通常是指在标准环境下(温度20℃，湿度65％)，比电阻低于107Ω·cm。其发展历程大致包括4个阶段：金属纤维、碳纤维及含碳黑复合聚合物的复合型导电纤维，含有金属盐的导电纤维，导电高聚物导电纤维。虽然导电纤维得到了长足的发展，但也存在着一定的问题，如由金属导电纤维和镀金属导电纤维制成的织物手感粗糙，舒适性较差，导电聚合物工艺较复杂，污染严重。再者，通过涂覆或者简单的浸渍工艺制备的纤维或纤维制品的石墨烯的附着不牢固，洗涤多次后便失去附加的功能。因此，开发新的制备导电纤维的新方法具有重要意义和实际应用前景。石墨烯是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维材料，具有许多优异的性能(高强、高导热、高导电、高轻质)，同时也拥有大π共轭体系。自从2004年被发现起，石墨烯就成为了科学界的一大研究热点。在对石墨烯的物理化学性质进行研究的同时，与石墨烯相关的复合材料层出不穷。现有技术将石墨烯与纺织纤维复合，期望能够获得具有导电性和远红外等功能性纤维性纤维的同时，进一步保障石墨烯在纤维上的牢固度，使其功能不因水洗次数的增多而大幅度衰减。本领域需要开发一种对纤维制品的后处理方法，其能够实现石墨烯在纤维上的牢固复合，改善纤维的导电性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纤维制品的后处理方法，所述方法包括如下步骤：(A1)将纤维制品浸渍至第一石墨烯类物质分散液中，取出后升温至纤维材料的高弹态温度，在后处理温度下恒温进行第一次复合处理；所述第一石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径小于1μm(例如0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm等)；(A2)将第一次复合处理后的纤维制品浸渍至第二石墨烯类物质分散液中，取出后升温至第二后处理温度后，恒温进行第二次复合处理，之后经过冷却、干燥，得到复合纤维制品；所述第二石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径为1～20μm(例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm等)。优选地，所述第二次复合处理温度比第一次复合处理温度低。将改性纤维制品浸渍在粒径小于1μm的石墨烯类物质分散液中，取出后升温至纤维材料的高弹态温度，能够使得粒径小于1μm的石墨烯类物质进入纤维制品的纤维内部(如非结晶区、或结晶区与非结晶区的空隙)，之后浸渍粒径为1～20μm的石墨烯类物质分散液，取出至第二后处理温度，能够使大于1μm的石墨烯颗粒包覆或贴合在纤维外部，部分能够堵塞填充有1μm以内的石墨烯类物质的空隙的洞口，提高石墨烯类物质的牢固度。本专利技术将所述第二次复合处理温度设置为低于第一次复合处理温度，避免纤维内部石墨烯类物质跑出，通过第二复合处理能更好的将纤维内部石墨烯类物质固定并在纤维外部形成保护层。优选地，所述第一次复合处理温度和/或第二次复合处理温度比纤维制品中纤维材料的玻璃化转变温度高5℃以上。所述浸渍温度处于纤维制品纤维材料的高弹态温度能够提高所述纤维中大分子的运动，使得结晶区向非结晶区转化，使得非结晶区的空隙变大，使得结晶区与非结晶区之间区域的大分子间的空隙变大；从而使得进入纤维内部的石墨烯类物质增多，另一方面，降温后，部分石墨烯能够进入低温下的结晶区，牢固存在于所述纤维内部，提高石墨烯类物质在纤维中的牢固度。本专利技术所述高弹态温度指所述纤维材料达到高弹态时的最低温度；所述玻璃化温度指所述纤维材料达到玻璃态时的最低温度；所述粘流态温度指所述纤维材料达到粘流态的最低温度。本领域技术人员应该明了，本专利技术所述的纤维内部和纤维外部是本领域公知的概念，也可以理解成组成纤维的大分子在空间聚集形成超分子结构，所述大分子聚集的内部存在结晶区、非结晶区、以及结晶区和非结晶区间的区域；而大分子聚集完毕形成的外侧看做纤维的外部。比纤维材料的高弹态温度高5℃以上更有利于纤维分子的蠕动，空隙张开的更迅速，石墨烯类物质进入空隙的时间更短。优选地，所述升温的方式为热空气加热。优选地，所述第一次复合处理和第二次复合处理的恒温进行复合处理的时间均各自独立地为15～120min，例如16min、19min、23min、26min、32min、55min、66min、73min、78min、85min、88min、95min等。优选地，所述第一石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的粒径为0.1～1μm，例如0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm等，且不包括1微米，优选0.2～0.5μm。优选地，所述第二石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的粒径为2～10μm，例如3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm等，优选5～10μm。优选地，所述第一石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的浓度为0.5～5wt％，例如0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.5wt％、3wt％、4wt％、5wt％等。优选地，所述第二石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的浓度为0.5～7wt％，例如0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.5wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、6.5wt％等。所述石墨烯类物质包括石墨烯、生物质石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的任意1种或至少2种的混合，优选石墨烯和/或生物质石墨烯。本专利技术所指的石墨烯材料包括石墨烯、生物质石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物，他们是可以通过不同工艺制备，或者不同的原材料制备得到，例如，机械剥离法、氧化还原法、以生物质为资源经过炭化和原子重排制备的生物质石墨烯等。本专利技术所述的石墨烯材料(或石墨烯类物质)原则上指本领域技术人员能够制备得到的不同类型的石墨烯。优选地，所述石墨烯衍生物包括元素掺杂石墨烯或官能团化石墨烯物中的任意1种或至少2种的组合。优选地，当所述石墨烯类物质包括氧化石墨烯时，在冷却之前和/或之后进行还原处理。优选地，所述还原处理的方法包括还原剂还原法和/或加热还原法。优选地，所述还原剂还原法包括加入还原剂进行还原。优选地，所述还原剂的加入量为石墨烯类物质的10～200wt％，优选50～100wt％。优选地，所述还原剂包括抗坏血酸、水合肼、葡萄糖、乙二胺、柠檬酸钠、L-半胱氨酸、氢碘酸或硼氢化钠中的任意1种或至少2种的组合。优选地，所述加热还原法包括在非氧化性气氛中，加热进行还原。优选地，所述加热还原法步骤包括：在高压反应釜中，通入保护性气氛和/或还原性气氛，加热还原；所述加热还原的温度≤200℃，压力≤1.6MPa。优选地，第一石墨烯类物质分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维制品的后处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(A1)将纤维制品浸渍至第一石墨烯类物质分散液中，取出后升温至纤维材料的高弹态温度，在后处理温度下恒温进行第一次复合处理；所述第一石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径小于1μm；(A2)将第一次复合处理后的纤维制品浸渍至第二石墨烯类物质分散液中，取出后升温至第二后处理温度后，恒温进行第二次复合处理，之后经过冷却、干燥，得到复合纤维制品；所述第二石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径为1～20μm。

【技术特征摘要】
1.一种纤维制品的后处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(A1)将纤维制品浸渍至第一石墨烯类物质分散液中，取出后升温至纤维材料的高弹态温度，在后处理温度下恒温进行第一次复合处理；所述第一石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径小于1μm；(A2)将第一次复合处理后的纤维制品浸渍至第二石墨烯类物质分散液中，取出后升温至第二后处理温度后，恒温进行第二次复合处理，之后经过冷却、干燥，得到复合纤维制品；所述第二石墨烯类物质分散液中石墨烯类物质的粒径为1～20μm。2.如权利要求1所述的后处理方法，其特征在于，所述第二次复合处理温度比第一次复合处理温度低；优选地，所述第一次复合处理温度和/或第二次复合处理温度比纤维制品中纤维材料的玻璃化转变温度高5℃以上；优选地，所述升温的方式为热空气加热；优选地，所述第一次复合处理和第二次复合处理的恒温进行复合处理的时间均各自独立地为15～120min；优选地，所述第一石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的粒径为0.1～1μm，且不包括1微米，优选0.2～0.5μm；优选地，所述第二石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的粒径为2～10μm，优选5～10μm；优选地，所述第一石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的浓度为0.5～5wt％；优选地，所述第二石墨烯类物质分散液中，石墨烯类物质的浓度为0.5～7wt％。3.如权利要求1或2所述的后处理方法，其特征在于，所述石墨烯类物质包括石墨烯、生物质石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的任意1种或至少2种的混合，优选石墨烯和/或生物质石墨烯；优选地，所述石墨烯衍生物包括元素掺杂石墨烯或官能团化石墨烯物中的任意1种或至少2种的组合；优选地，当所述石墨烯类物质为氧化石墨烯时，在冷却之前和/或之后进行还原处理；优选地，所述还原处理的方法包括还原剂还原法和/或加热还原法；优选地，所述还原剂还原法包括加入还原剂进行还原；优选地，所述还原剂的加入量为石墨烯类物质的10～200wt％，优选50～100wt％；优选地，所述还原剂包括抗坏血酸、水合肼、乙二胺、柠檬酸钠、L-半胱氨酸、氢碘酸或硼氢化钠中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述加热还原法包括在非氧化性气氛中，加热进行还原；优选地，所述加热还原法步骤包括：在高压反应釜中，通入保护性气氛和/或还原性气氛，加热还原；所述加热还原的温度≤200℃，压力≤1.6MPa。4.如权利要求1～3之一所述的后处理方法，其特征在于，第一石墨烯类物质分散液和/或第二石墨烯类物质分散液中添加有纳米纤维素；优选地，所述纳米纤维素的直径不大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金柱，王文平，张安，刘顶，
申请(专利权)人：山东圣泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37