一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，包括如下步骤：（1）制备氧化石墨烯溶液；（2）纤维素纱线碱处理；（3）将碱处理的纱线浸泡A溶液并烘干；A溶液为银溶液或氧化石墨烯溶液；若A为氧化石墨烯溶液，烘干后须对氧化石墨烯进行还原处理；还包括可选择的步骤（4）再次浸泡A溶液，并烘干；至少重复一次步骤（4）。本发明专利技术所涉及的一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，所制备的纤维素导电纱线，其上所组装的石墨烯比表面积大且表面具有羟基、羧基和环氧基等活性基团，可以作为载体将纳米银固定在其片层结构上。另外复合材料的协同效应使组装有石墨烯纳米银的纤维素纱线表现出良好的导电性、抑菌性和催化活性。

Production process of RGO/Ag laminated cellulose conductive yarn

The invention discloses a production process of RGO/Ag layered assembled cellulose conductive yarn, which comprises the following steps: (1) preparation of graphene oxide solution; (2) alkali treatment of cellulose yarn; (3) soaking and drying of alkali treated yarn in A solution; silver solution or graphene oxide solution in A solution; and graphene oxide solution in A solution; Graphene oxide must be reduced after drying; optional steps (4) soaking solution A again and drying; and repeating steps (4) at least once. The invention relates to a production process of RGO/Ag layer-by-layer assembled cellulose conductive yarn. The prepared cellulose conductive yarn has large specific surface area of graphene and has active groups such as hydroxyl, carboxyl and epoxy groups on the surface, and can be used as a carrier to fix nano-silver on its lamellar structure. In addition, the synergistic effect of the composites makes the cellulose yarns assembled with graphene nano-silver show good conductivity, bacteriostasis and catalytic activity.

【技术实现步骤摘要】
一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺
本专利技术涉及导电纱线生产工艺
，特别是一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺。
技术介绍
随着时代的发展和科技的进步，纺织行业也获得了一次又一次的蜕变和进化，纱线的功能也在慢慢的被开发出来，不再单一用在服装装饰上面。比如近年高端电子产品例如ipad等电容式触摸产品的诞生和普及，以及老版电池笨重的缺点，纺织行业专家们着重开始研究作为一种电容或者一种感应装置融入进衣物方面能够替代笨重的电容装置或者拥有集聚能量、消除静电、抗菌、除臭、智能发热的导电纱线。导电纱线不仅仅在感应器和电容器方面表现突出，如今的导电纱线因材料不同，性能也千差万别。导电纱线大致分为两大类，导电金属和有机导电纱线。金属纤维混合导电纱是通过将短金属纤维与常规纤维按一定比例混合而制成的导电纱，并且是具有不均匀导电组分的导电纱。它主要是由普通常规纤维和金属纤维作为导电成分组成。这种纱线中金属纤维纵向分布大致均匀，横截面视图中金属纤维呈随机分布，即导电纱线中的金属纤维不能够呈现整体均匀的状态。导电纱线通常是由纱线的单纤维或长丝或者两种或两种以上材料混合。导电纤维一般分为有机导电纤维和无机导电纤维。根据导电成分，纤维中有机导电纤维的分布可分为均匀分布型、表面涂覆型和复合型。表面涂覆性是通过涂覆或电镀将导电层涂覆在原纤维或长丝的表面上。复合型是将导电组成混入纺织液中或用复合纺丝法制成。它们的原纤维通常是用聚酯、尼龙6、尼龙66、维尼纶等。导电纤维的性能与基质纤维的各方面性能相类似。无机导电纤维，通常是不锈钢纤维、铜、银等无机纤维。不锈钢纤维已广泛应用于工业生产。石墨烯纤维通常是指将石墨烯组装成宏观纤维结构，其由石墨烯直接制备而成。直到2011年，浙江大学聚合物系的高超教授发现,氧化石墨烯片可以在水溶液中形成液晶相，并显示出不同浓度的片状排列或螺旋结构，使得制备宏观石墨烯纤维成为可能。随后，高等人通过石墨烯氧化物液晶的湿法纺丝，成功纺出数米长的宏观石墨烯纤维，并将其发表在NatureCommunications。Cong等人随后使用氧化石墨烯悬浮液作为原料以通过流体纺丝方法制备氧化石墨烯纤维，然后化学还原所述石墨烯纤维以制备石墨烯折叠的折叠氧化石墨烯纤维。本专利技术制备的石墨烯纤维有利于石墨烯与其他有机材料和无机材料的复合，促进了石墨烯纤维的功能化发展。石墨烯复合纤维的开发为纺织生产应用中的石墨烯纤维问题提供了相对简单的解决方案。青岛大学曲立军研究小组以石墨烯悬浮液稳定分散液为基质，制备了石墨烯含量低的石墨烯/粘胶纤维复合纤维。导电性，热性和抗菌性以及传统再生与纤维素相比，全都得到了改进。解决了石墨烯在强碱性纺丝原液中分散性差，连续生产复合纤维湿纺的技术难题，成功生产出石墨烯/粘胶复合纤维，填补了国内外工业化的空白。为这种纤维生产毛坯。Shin等人将碳纳米管和石墨烯片结合到聚乙烯醇纤维中以获得高强度复合纤维材料。研究表明，该复合纤维的质量刚度为1000J·g-1，远远超过蜘蛛丝(165J·g-1)和凯夫拉尔纤维(78J·g-1)。此外，石墨烯功能化海藻纤维，石墨烯纳米带/碳复合纤维，聚乙酸乙烯酯基石墨烯复合纤维等也已成功制备。近年来，随着人民生活水平和科技水平大大提高，纺织品的技术也在不断的发展，普通纺织品已经不满足人们的需求，更多的产品被要求附加功能。因此，智能技术的开发使得更多的纺织品在原有的基础上带来了安全性和多样性，就比如导电纱线融入衣物产品的防静电、抗菌、电子屏蔽更可以检测心跳等应用。纳米银在很多方面表现出优异的性能，但是由于纳米材料容易团聚，单独使用时与其他材料相容性较差，导致不能充分的发挥其性质特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，能够使得纳米银固定在石墨烯的片层结构上，使得纤维素纱线具有良好的导电性、抑菌性和催化活性。为解决上述技术问题，本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术所涉及的一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，包括如下步骤：(1)、制备氧化石墨烯溶液；(2)、纤维素纱线的碱处理；(3)、将步骤(2)处理后的纤维素纱线浸泡A溶液，并烘干，使纱线增重至设定数值；所述的A溶液为银溶液或步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液；若A溶液为步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液，烘干后须对纤维素纱线中的氧化石墨烯进行还原处理；还包括可选择的步骤(4)；步骤(4)、对步骤(3)处理后的纤维素纱线再次浸泡A溶液，并烘干，使纱线增重至设定数值；若步骤(3)中所选用的A溶液为银溶液，则步骤(4)中所选用的A溶液为步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液，浸渍烘干后须对氧化石墨烯进行还原处理；至少重复一次步骤(4)。作为上述方案的进一步说明，所述的银溶液的浓度为1-5％；所述的氧化石墨烯溶液的含固率为0.2-0.7％。作为上述方案的进一步说明，步骤(1)制备氧化石墨烯的方法如下：按照如下比例，在1000mL烧瓶中放入250mL浓硫酸，将5g石墨烯粉加入烧杯中，再加入5g硝酸钠，并在冰水浴中搅拌20min内少量多次加入18g高锰酸钾，加入高锰酸钾后再继续搅拌20-30min，从冰水浴中取出，常温下搅拌12小时；再滴加15mL30％的双氧水；使用漏斗抽滤，抽滤后依次使用盐酸和去离子水洗涤，抽滤完毕后的产物即为氧化石墨烯，对氧化石墨烯进行冷冻干燥；将干燥后的氧化石墨烯加入去离子水中，使用超声波使得氧化石墨烯均匀分散在水中，达到所设定的固含量。作为上述方案的进一步说明，步骤(2)中，纤维素纱线的碱处理的步骤如下：将纤维素纱线置入2g/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至80℃，并保持1小时；使用去离子水对纤维素纱线进行洗涤并烘干。作为上述方案的进一步说明，将纤维素纱线浸泡至氧化石墨烯溶液中，须将纱线完全浸氧化石墨烯溶液中，并搅拌20min，取出后进行真空烘燥。作为上述方案的进一步说明，对氧化石墨烯进行还原处理是使用5％的水合氨溶液、3％的水合肼溶液或氢碘酸蒸汽中的一种。作为上述方案的进一步说明，将经碱处理的纤维素纱线或浸泡氧化石墨烯并经过还原处理的纱线浸泡至银溶液中设定时间，取出后再烘燥。本专利技术的有益效果是：本专利技术所涉及的一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，所制备的纤维素导电纱线，其上所组装的石墨烯比表面积大且表面具有羟基、羧基和环氧基等活性基团，可以作为载体将纳米银固定在其片层结构上。另外复合材料的协同效应使组装有石墨烯纳米银的纤维素纱线表现出良好的导电性、抑菌性和催化活性。附图说明图1是组装有石墨烯与银的纯棉纱线表面形态；图2是原纯棉纱线的表面形态；图3是组装有石墨烯的纯棉纱线表面形态；图4是实施例一、实施例二、实施例三所制备的纤维素导电纱线的压力电阻变化曲线；图5是实施例四、实施例五、实施例六所制备的纤维素导电纱线的压力电阻变化曲线；图6是实施例七、实施例八、实施例九、实施例十、实施例十一所制备的纤维素导电纱线的压力电阻变化曲线；图7是实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六所制备的纤维素导电纱线拉伸电阻变化；图8是棉纱原样、实施例三与实施例六所制备的导电纱线的热重分析图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)、制备氧化石墨烯溶液；(2)、纤维素纱线的碱处理；(3)、将步骤(2)处理后的纤维素纱线浸泡A溶液，并烘干，使纱线增重至设定数值；所述的A溶液为银溶液或步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液；若A溶液为步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液，烘干后须对纤维素纱线中的氧化石墨烯进行还原处理；还包括可选择的步骤(4)；步骤(4)、对步骤(3)处理后的纤维素纱线再次浸泡A溶液，并烘干，使纱线增重至设定数值；若步骤(3)中所选用的A溶液为银溶液，则步骤(4)中所选用的A溶液为步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液，浸渍烘干后须对氧化石墨烯进行还原处理；至少重复一次步骤(4)。

【技术特征摘要】
1.一种RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)、制备氧化石墨烯溶液；(2)、纤维素纱线的碱处理；(3)、将步骤(2)处理后的纤维素纱线浸泡A溶液，并烘干，使纱线增重至设定数值；所述的A溶液为银溶液或步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液；若A溶液为步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液，烘干后须对纤维素纱线中的氧化石墨烯进行还原处理；还包括可选择的步骤(4)；步骤(4)、对步骤(3)处理后的纤维素纱线再次浸泡A溶液，并烘干，使纱线增重至设定数值；若步骤(3)中所选用的A溶液为银溶液，则步骤(4)中所选用的A溶液为步骤(1)所制备的氧化石墨烯溶液，浸渍烘干后须对氧化石墨烯进行还原处理；至少重复一次步骤(4)。2.如权利要求1所述的RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，其特征在于，所述的银溶液的浓度为1-5％；所述的氧化石墨烯溶液的含固率为0.2-0.7％。3.如权利要求1所述的RGO/Ag层层组装纤维素导电纱线的生产工艺，其特征在于，步骤(1)制备氧化石墨烯的方法如下：按照如下比例，在1000mL烧瓶中放入250mL浓硫酸，将5g石墨烯粉加入烧杯中，再加入5g硝酸钠，并在冰水浴中搅拌20min内少量多次加入18g高锰酸钾，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焕侠，曹建达，马辉，吴雯，童明琼，蒋莲意，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33