一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝及其制备方法，包括以下步骤：将石墨烯原位聚合改性聚酰胺6切片进行熔融纺丝，冷却后先得到预取向丝；其中，纺丝的卷绕速度为3500～4500m/min。本申请所提供的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，针对该材料采用特定的纺丝参数，具有方便、简单、易于操作等优点。本申请所提供的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝，该预取向丝可进一步后处理，现在常见的处理工艺是拉伸变形，成为拉伸变形丝，该预取向丝的拉伸强度为4.30～4.45dN/dTex，伸长率为35％～45％，具有广泛的应用前景。

A modified polyamide 6 preoriented filament by in situ polymerization of graphene and its preparation method

The invention provides a method for in situ polymerization of graphene modified polyamide 6 POY and its preparation method, which comprises the following steps: in situ polymerization of graphene modified polyamide 6 sections of melt spinning, after cooling to get POY spinning; among them, the winding speed is 3500 ~ 4500m/min. The preparation method of polyamide 6 pre oriented yarn modified by in-situ polymerization of graphene is applied in this application. For this material, specific spinning parameters are adopted, which is convenient, simple and easy to operate. The application of graphene in situ polymerization with modified polyamide 6 POY POY, the further postprocessing, now treatment process is common in the tensile deformation, tensile deformation becomes silk, the tensile strength of the POY is 4.30 ~ 4.45dN/dTex, the elongation is 35% ~ 45%, and has wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝及其制备方法
本专利技术涉及材料制备
，具体而言，涉及一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺纤维是以分子主链含有酰胺基团(-CONH)的聚合物纺制而成的一类合成纤维。聚酰胺6(聚己内酰胺，PA6)工业上一般是由己内酰胺开环缩聚制得。聚酰胺纤维性能优良，耐磨性好，断裂强度较高，回弹性和耐疲劳性优良，吸湿性低于天然纤维和再生纤维，染色性能好。缺点是耐光性较差，在长时间的日光和紫外灯光照射下，强度下降。由于聚酰胺纤维具有诸多优良性能，在民用和产业等领域应用广泛，如在服用方面主要用于制袜子、内衣、衬衣、运动衫等，还可以和棉、毛、黏胶等纤维混纺，混纺织物具有很好的耐磨损性能，还可制作寝具、室外饰物及家具用布；在产业方面主要用于制作轮胎帘子布、传送带、运输带、渔网、绳缆等，涉及交通运输、渔业、军工等诸多领域。石墨烯(Graphene)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，兼具强和韧的特点。单层石墨烯理论抗拉强度和弹性模量分别为125GPa和1.1TPa，杨氏模量约为42N/m2，因此石墨烯对高分子材料的增强和增韧效果明显。同时，石墨烯最重要的性质之一就是它独特的载流子特性和无质量的狄拉克费米子属性。其电子迁移率可达到2×105cm2/V·s，约为硅中电子迁移率的140倍，砷化镓的20倍，温度稳定性高，电导率可达108Ω/m,面电阻约为31Ω/sq(310Ω/m2)，比铜或银更低，是室温下导电最好的材料。石墨烯比表面积大(2630m2/g)，热导率(室温下是5000W·m-1·K-1)是硅的36倍，砷化镓的20倍，铜(室温下401W·m-1·K-1)的十倍多。因此，石墨烯高分子复合材料，抗静电和导热性能优越。中国专利“一种石墨烯复合材料的间歇式生产设备以及制备方法”(CN2017102227140)和“一种石墨烯复合材料的连续式生产设备以及制备方法”(CN2017102227155)分别报道了石墨烯原位聚合改性PA6的不同的生产设备和制备方法。功能性石墨烯原位聚合改性PA6具有良好的增强增韧、抗菌抑菌和抗紫外特性，为功能性PA6纤维的制造，提供了原料基础。常规的PA6，结晶温度大约为160℃；功能性石墨烯原位聚合改性PA6，其结晶温度则转变为大约190℃。常规的PA6，材料导热系数为0.25W·m-1·K-1，石墨烯原位聚合改性PA6(石墨烯含量0.1％wt)的导热系数转变为0.48W·m-1·K-1。材料热性能的变化，对纺丝工艺影响巨大。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，针对该材料采用特定的纺丝参数，具有方便、简单、易于操作等优点。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法所制备的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝，该预取向丝可进一步后处理，现在常见的处理工艺是拉伸变形，成为拉伸变形丝，该预取向丝的拉伸强度为4.30～4.45dN/dTex，伸长率为35％～45％，具有广泛的应用前景。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯原位聚合改性聚酰胺6切片进行熔融纺丝，冷却后先得到预取向丝；其中，纺丝的卷绕速度为3500～4500m/min；优选的，所述卷绕速度为3700～4300m/min。优选的，在所述纺丝的过程中，螺杆温度为270～276℃，纺丝箱温度为270～280℃，纺丝箱压力为130～200bar。优选的，所述冷却的温度为30～60℃，湿度为85％～95％，风速0.18～0.25m/s。优选的，所述冷却采用侧吹风或环吹风操作。优选的，所述侧吹风的装置，包括喷丝板、加热板和吹风板，所述喷丝板水平放置，所述加热板和所述吹风板平行设置在所述喷丝板的一侧，与所述喷丝板垂直。优选的，在所述喷丝板下方600mm～800mm处设置上油位，上油量控制在0.5％～2％。优选的，所述加热板的高度为侧吹风装置总高的25～60％，余下部分为镂空。优选的，所述石墨烯原位聚合改性聚酰胺6切片的相对粘度为2.45～2.75，含水量＜0.04％wt，石墨烯含量在0.05～0.7％wt之间。优选的，所述拉伸采用张力辊与卷绕头配合的高速拉伸。所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法所制备的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本申请所提供的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，针对该材料采用特定的纺丝参数，具有方便、简单、易于操作等优点。(2)本申请所提供的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝，该预取向丝可进一步后处理，现在常见的处理工艺是拉伸变形，成为拉伸变形丝，该预取向丝的拉伸强度为4.30～4.45dN/dTex，伸长率为35％～45％，具有广泛的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的侧吹风装置三视图装置的主视图；图2为本专利技术实施例提供的侧吹风装置三视图装置的左视图；图3为本专利技术实施例提供的侧吹风装置三视图装置的俯视图。附图标记：1-吹风板；2-加热板；3-喷丝板。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯原位聚合改性聚酰胺6切片进行熔融纺丝，冷却后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨烯原位聚合改性聚酰胺6切片进行熔融纺丝，冷却后先得到预取向丝；其中，纺丝的卷绕速度为3500～4500m/min；优选的，所述卷绕速度为3700～4300m/min。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨烯原位聚合改性聚酰胺6切片进行熔融纺丝，冷却后先得到预取向丝；其中，纺丝的卷绕速度为3500～4500m/min；优选的，所述卷绕速度为3700～4300m/min。2.根据权利要求1所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，其特征在于，在所述纺丝的过程中，螺杆温度为270～276℃，纺丝箱温度为270～280℃，纺丝箱压力为130～200bar。3.根据权利要求1所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，其特征在于，所述冷却的温度为30～60℃，湿度为85％～95％，风速0.18～0.25m/s。4.根据权利要求1所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，其特征在于，所述冷却采用侧吹风或环吹风操作。5.根据权利要求4所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝的制备方法，其特征在于，所述侧吹风的装置，包括喷丝板、加热板和吹风板，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炎，黄荣庆，罗振扬，林文裕，曹建鹏，马宏明，刘雪静，戴树洌，周露，
申请(专利权)人：常州恒利宝纳米新材料科技有限公司，福建佳亿化纤有限公司，南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32