The invention belongs to the field of functional textiles, in particular to a conductive graphene/silver composite aramid tow and its preparation method, including aramid tow matrix layer, graphene monolayer and silver film in turn; the aramid tow matrix layer is uniformly arranged by tows formed by several aramid filaments; the graphene monolayer is uniformly arranged by several graphene nanosheets and attached to the aramid tow. Graphene nanosheets interpenetrate and extend into the gap of aramid filament; silver film is a film with several silver particles uniformly arranged into a network structure, the thickness of which is 600-1500 nm, and adheres to the surface of graphene monolayer; silver particles are partially embedded in graphene nanosheets and filled in the gap of graphene nanosheets; the preparation method is that the aramid filament bundle is plasma treated and adhered. When graphene oxide is reduced, silver target can be obtained by magnetron sputtering. The conductivity is greatly improved, the strength of aramid filament is increased, and its application field is expanded.
【技术实现步骤摘要】
一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束及其制备方法
本专利技术属于功能纺织品领域,具体涉及一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束及其制备方法。
技术介绍
芳纶具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能,广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。通过表面化处理可以提高芳纶的导电性或增加更多的优异的性能,拓展其应用领域,所以对芳纶的表面化处理一直是研究的热点。石墨烯自2004年被A.Geim和K.Novoselov发现以来,由于其独特的二维平面结构和优越的光学、电学特性等优点,成为近几年的研究热点之一,其优异的透光率、电子迁移率和导电率、力学性能和机械延展性、良好的热稳定性与化学稳定性,使其在光电子器件领域具有广泛的应用前景。通过浸渍石墨烯对提高芳纶的导电性能有一定的帮助,但效果不是特别突出,而且会随着时间的延长有所减弱,所以需要进一步表面化处理提高其导电性,浸渍石墨烯和磁控溅射镀膜更加丰富了芳纶性能,特别是增强了导电性,拓展芳纶的应用领域。
技术实现思路
本专利技术提供一种导电石墨烯/银复合芳纶丝束,该复合长丝增强了芳纶的导电性,赋予了芳纶长丝银和石墨烯的优异性能,拓展了芳纶应用领域。本专利技术还提供上述导电石墨烯/银复合芳纶丝束的制备方法,该方法简单易控,对增强芳纶导电性有很大帮助。本专利技术的技术方案为:第一方面,导电石墨烯/银复合芳纶丝束,依次包括芳纶丝束基体层、石墨烯单片层和银薄膜;其中,所述芳纶丝束基体层的质量百分比为60%~70%,所述石墨烯单片层的质量百分比为5%~10%,所述银薄膜的质量百分比为25 ...
【技术保护点】
1.导电石墨烯/银复合芳纶丝束,其特征在于,依次包括芳纶丝束基体层、石墨烯单片层和银薄膜;其中,所述芳纶丝束基体层的质量百分比为60%~70%,所述石墨烯单片层的质量百分比为5%~10%,所述银薄膜的质量百分比为25%~35%;所述芳纶丝束基体层由若干芳纶长丝形成的丝束均匀排布而成;所述石墨烯单片层由若干石墨烯纳米片均匀排布附着于所述芳纶丝束基体层表面;其中,所述石墨烯纳米片穿插延伸于所述芳纶长丝间隙;所述银薄膜为由若干银颗粒均匀排布成网状结构的薄膜,厚度为600~1500nm,附着于所述石墨烯单片层表面;所述银颗粒部分嵌入所述石墨烯纳米片中并填充所述石墨烯纳米片间隙。
【技术特征摘要】
1.导电石墨烯/银复合芳纶丝束,其特征在于,依次包括芳纶丝束基体层、石墨烯单片层和银薄膜;其中,所述芳纶丝束基体层的质量百分比为60%~70%,所述石墨烯单片层的质量百分比为5%~10%,所述银薄膜的质量百分比为25%~35%;所述芳纶丝束基体层由若干芳纶长丝形成的丝束均匀排布而成;所述石墨烯单片层由若干石墨烯纳米片均匀排布附着于所述芳纶丝束基体层表面;其中,所述石墨烯纳米片穿插延伸于所述芳纶长丝间隙;所述银薄膜为由若干银颗粒均匀排布成网状结构的薄膜,厚度为600~1500nm,附着于所述石墨烯单片层表面;所述银颗粒部分嵌入所述石墨烯纳米片中并填充所述石墨烯纳米片间隙。2.根据权利要求1所述的导电石墨烯/银复合芳纶丝束,其特征在于,所述网状分布的银薄膜横向和纵向均为纳米级。3.根据权利要求1或2所述的导电石墨烯/银复合芳纶丝束,其特征在于,所述银薄膜的厚度为900~1200nm。4.权利要求1-3任一项所述导电石墨烯/银复合芳纶丝束的制备方法,其特征在于,步骤包括:(1)所述芳纶丝束用有机溶剂清洗后,进行低压真空等离子体修饰;其中,所述低压真空等离子体修饰的参数为:温度为30~100℃,压力为9×10-4~3×10-3Pa,电源功率为50~300W,时间为1~20分钟,保护气体为不活泼气体与活泼气体体积比1:1~9的混合气体或纯活泼气体,不活泼气体选自氩气、氮气、氟化氮或四氟化碳的一种,活泼气体为氧气或氢气;(2)将经步骤(1)中等离子体修饰的芳纶丝束浸入氧化石墨烯水溶液中,经恒温浸渍“二浸二轧”,得表面附着氧化石墨烯单片层的芳纶丝束;其中,所述芳纶丝束与所述氧化石墨烯水溶液的浴比为1:150~500,所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的质量分数为0.2%~1%;恒温浸渍的温度为50~100℃;恒温浸渍的时间为5~7h;(3)将步骤(2)中表面附着氧化石墨烯单片层的芳纶丝束浸入还原剂水溶液还原,并干燥,得表面附着石墨烯单片层的芳纶丝束;其中,所述芳纶丝束与所述还原剂水溶液的浴比为1:150~500,还原剂水溶液中还原剂的质量分数为5%~20%,还原的温度70~90℃,还原的时间为3~9h,还原剂选自水合肼、柠檬酸钠、硼氢化钠或维生素C中的一种,干燥温度为40~80℃,干燥时间为0.5~6h;(4)以步骤(3)中表面附着石墨烯单片层的芳纶丝束为基底,以银为靶材...
【专利技术属性】
技术研发人员:辛斌杰,卓婷婷,陈卓明,刘岩,何珊,许晋豪,
申请(专利权)人:上海工程技术大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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