一种石墨烯增强聚酮纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，首先将石墨烯与表面处理剂混合均匀；再加入聚酮粒料继续熔融混合均匀，得到石墨烯/聚酮混合物；再将石墨烯/聚酮混合物经熔融纺丝制备熔融丝条；最后将熔融丝条经空气甬道冷却后，经热辊牵伸和热定型后制成石墨烯增强聚酮纤维。本发明专利技术采用石墨烯作为聚酮的增强改性材料，将石墨烯均匀分散于聚酮中，发挥石墨烯的阻隔作用、高导热作用和增强作用。利用石墨烯的阻隔性，削弱酮基之间的作用力。提高热量由设备传递到聚合物分子链的速率，减少聚酮形成无晶核熔体所需时间。牵伸过程中石墨烯沿纤维轴向取向，诱导聚酮分子链在石墨烯表面规整生长排列，形成串状结晶结构，得到超高强度的聚酮纤维。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯增强聚酮纤维及其制备方法
本专利技术涉及高性能纤维的制备技术，具体是一种石墨烯增强聚酮纤维及其制备方法。
技术介绍
高性能纤维，尤其是具有优异物理力学性能的纤维是国防军工、体育运动和工业装备器材等必需的材料。聚己二酰己二胺(PA66)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是制备工业丝的常用原料，缩聚反应产物经进一步固相增粘或液相增粘后获得高分子量的聚合物，再间接或直接熔融纺丝可以制备出高强度的工业丝，在轮胎帘子线、绳索、线缆护套、传送带等领域有着广泛的应用。《轮胎工业(2007,27(10):618)》中公开了PA66工业丝的制备方法，通过固相增粘和添加热稳定剂提高树脂的热稳定性能，制备出拉伸断裂强度达到9.01cN/dtex的工业丝。《工业和工程化学研究(Industrial&EngineeringChemistryResearch,2015,54:9150)》中公开了PET工业丝的研究结果，拉伸断裂强度达到8.29cN/dtex。尽管工业丝的强度已经超过常规纤维一倍，且制备过程需要使用高分子量的聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：/n(1)将石墨烯与表面处理剂混合均匀，再加入聚酮粒料继续混合均匀，得到石墨烯/聚酮混合物；/n石墨烯与表面处理剂为0.05～2质量份，聚酮为98.0～99.95质量份；所述聚酮是乙烯、一氧化碳和丙烯的共聚物；/n(2)将步骤1)得到的石墨烯/聚酮混合物经熔融纺丝制备熔融丝条；/n(3)将步骤2)得到的熔融丝条经空气甬道冷却后，经热辊牵伸和热定型后制成石墨烯增强聚酮纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)将石墨烯与表面处理剂混合均匀，再加入聚酮粒料继续混合均匀，得到石墨烯/聚酮混合物；
石墨烯与表面处理剂为0.05～2质量份，聚酮为98.0～99.95质量份；所述聚酮是乙烯、一氧化碳和丙烯的共聚物；
(2)将步骤1)得到的石墨烯/聚酮混合物经熔融纺丝制备熔融丝条；
(3)将步骤2)得到的熔融丝条经空气甬道冷却后，经热辊牵伸和热定型后制成石墨烯增强聚酮纤维。


2.根据权利要求1所述的石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，其特征在于步骤1)中，所述石墨烯是指径向尺寸为100nm～3μm、1～3层的石墨烯、氧化石墨烯、羟基化石墨烯或羧基化石墨烯。


3.根据权利要求1所述的石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，其特征在于步骤1)中，表面处理剂的质量是石墨烯质量的10～30％；表面处理剂是含有苯环、蒽环、芘环或萘环结构和亲水性基团的物质，能够与石墨烯的六元环之间形成共轭，防止石墨烯堆叠。


4.根据权利要求3所述的石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，其特征在于所述表面处理剂是十二烷基苯磺酸钠、1-芘甲酸、1-芘磺酸钠、芘化胺、9-蒽甲酸、1-萘甲酸或单宁酸。


5.根据权利要求1所述的石墨烯增强聚酮纤维的制备方法，其特征在于步骤1)中，为了使表面处理剂在石墨烯表面均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴祥，程庆宝，江四九，高雪峰，于文广，王学晨，
申请(专利权)人：天津工业大学，北京光华纺织集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12