一种石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法，所述石墨烯功能化高性能羊绒制品包含羊绒纤维和包覆于所述羊绒纤维外表面上的石墨烯片层，其中所述石墨烯片为单层或少层石墨烯，粒径为20μm以下，与普通羊绒制品相比在阳光下表面温度能够提高10～30℃，其制备方法包括以下步骤：首先在纯水中配制一定浓度的氧化石墨烯稳定均匀分散液，将羊绒制品浸泡该分散液中，取出样品多次清洗之后，在抗坏血酸水溶液中进行氧化还原反应，然后，再用纯水清洗晾干，就获得所述石墨烯功能化高性能羊绒制品。本发明专利技术提供的所述石墨烯功能化高性能羊绒制品，绿色环保、抑菌性能高、阻燃性好、具有远红外理疗作用以及抗静电和抗紫外功能。该石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法，工艺简单，节能环保，加工成本低，不破坏羊绒原有的轻、软、柔、滑、舒适等优点，而且透气性好，冬天穿着更薄更温暖，使用寿命长，是个绿色环保的新型产品，所以具有非常大的产业化和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法
本专利技术涉及石墨烯纺织品应用
，特别是涉及一种石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种超轻、超薄、超强和超大比表面积的准二维纳米碳晶材料，面密度约0.77mg/m2，单层石墨烯的厚度约0.34nm，石墨烯的韧性极好，弹性模量为1.0TPa，微观强度可达30GPa，是传统钢材的100多倍，理论比表面积为2630m2/g，而且具有非常高的导电、导热性能，如：石墨烯的电阻率为2×10-6Ω.cm、电子迁移率可达2×105cm2/V.S、在室温下水平热导率约为5×103W/m.K。单层石墨烯是柔性片状的，透光率可达97.7％，具有高的热稳定性、化学稳定性以及优异的抗渗透性和抗磨性能。而且，石墨烯还具有良好的光热转换功能和远红外理疗作用，石墨烯的远红外发射频率主要集中在5.6～15μm之间，这正好接近人体红外发射频率区间。另外，在纺织物中石墨烯起很好的抑菌作用，提高纱线和面料的抗静电性能、抗紫外性能、阻燃性能以及抗磨性能。因此，近年在力学、电子学、光学、热学以及新能源、生物、医疗、纺织、海水淡化等各领域中都拥有了广泛的应用，尤其在人工纤维和纺织领域中具有非常大的应用前景。羊绒是生长在山羊外表皮层，掩在山羊粗毛根部的一层薄薄的细绒，入冬寒冷时长出，抵御风寒，开春转暖后脱落，自然适应气候，属于稀有的特种动物纤维。羊绒具有不规则的稀而深的卷曲，由鳞片层和皮质层组成，没有髓质层，鳞片密度约为60～70个/mm，纤维横截面近似圆形，直径比细羊毛还要细，平均细度多在14～16μm，细度不匀率小，约为20％，长度一般为35～45mm，轻薄、柔软、滑糯，纤维强度适中，富有弹性，并具有一种天然柔和的色泽。羊绒之所以十分珍贵，不仅由于产量稀少(仅占世界动物纤维总产量的0.2％)，更重要的是其优良的品质和特性。羊绒纤维中含有很多的空气，并形成空气层，可以防御外来冷空气的侵袭，保留体温不会减低，与羊毛相比细很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑、重量轻、柔软、韧性好，特别适合制做内衣，贴身穿着时轻、软、柔、滑、舒适，是任何纤维所无法比拟的，因此被称为“纤维宝石”、“纤维皇后”、“软黄金”等。羊绒纱线、羊绒衫、羊绒内衣、羊绒大衣、羊绒围巾等羊绒制品，是以山羊绒为原料加工而成的，其手感细软、柔滑，有光泽，保暖性好，穿着舒适，但其抗菌性能、抗静电性能、抗紫外性能、耐磨性能以及阻燃性等都比较差，而且天然羊绒的光热转换效率也不高。在纺织领域，石墨烯在人工合成纤维与面料中的应用报道较多，并且经石墨烯的功能化，纱线和面料的有些性能都具有了一定的提高和改善。而目前为止，关于石墨烯功能化的羊绒制品的报道缺极少见。
技术实现思路
基于现有技术中存在的问题，本专利技术目的在于公开一种石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种石墨烯功能化高性能羊绒制品，包含羊绒纤维和包覆于所述羊绒纤维外表面上的石墨烯片层。根据本专利技术的石墨烯功能化高性能羊绒制品，其特征在于：所述石墨烯片为单层或少层石墨烯，其粒径为20μm以下。根据本专利技术的石墨烯功能化高性能羊绒制品，其特征在于：所述石墨烯功能化高性能羊绒制品具有良好的抗静电、抗紫外和抑菌性能之外在阳光照射下还具备自发热功能，与普通羊绒制品相比在阳光下表面温度能够提高10～30℃。一种上述石墨烯功能化高性能羊绒制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在10L纯水中加入50g氧化石墨烯粉末，超声20～60min，然后，用纯水稀释而获得浓度为0.005～0.5％的均匀分散的氧化石墨烯水溶液；(2)在50kg溶剂中加入1～50阳离子表面活性剂，完全溶解之后，将10kg预先洗好的羊绒制品浸泡其中10～30min，并取出用纯水冲洗后，自然晾干或在40～65℃温度下烘干，获得表面带正电荷的羊绒制品；(3)将上述步骤(2)中获得的羊绒制品放入100L由上述步骤(1)所得的氧化石墨烯水溶液中浸泡反应5～60min，然后，从溶液中取出用纯水泡洗3次以上，并且在80～100℃的纯水中反应3～20min而获得氧化石墨烯修饰的羊绒制品；(4)在100L纯水中加入10～50g抗坏血酸，完全溶解之后，将上述步骤(3)所得的所述氧化石墨烯修饰的羊绒制品浸入该溶液中，而且在85～100℃的温度下反应20～60min，然后，取出样品用纯水泡洗3次以上，自然晾干或在40～65℃温度下进行烘干12～72h，就获得所述石墨烯功能化高性能羊绒制品。根据本专利技术的石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法，其特征在于：所述羊绒制品为纯纺或混纺而制的各种羊绒纱线、羊绒面料、羊绒衫、羊绒围巾、羊绒裤、羊绒内衣、或者羊绒外衣中的任意一种或几种。根据本专利技术的石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法，其特征在于：所述溶剂为纯水或乙醇、异丙醇、甲醇、正丁醇、乙二醇中的任意一种或几种混合物，所述阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基氧化胺、十六烷基二甲基叔胺、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基叔胺、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基叔胺、十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基三甲基溴化胺中的任意一种或几种。本专利技术的技术效果根据本专利技术的技术方案，能够提供一种绿色环保、抗静电、抗紫外和抑菌性能的，而且在阳光照射下具有自发热功能和远红外理疗作用的石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法。该石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法，工艺简单，节能环保，加工成本低，不破坏羊绒原有的轻、软、柔、滑、舒适等优点，而且透气性好，阻燃性高，使用寿命长，光热转换效率高，在阳光照射下具有自发热功能，与纯羊绒制品相比，其表面温度能够提高到10～30℃，因此，冬天穿着更薄更温暖，是个绿色环保的新型产品，所以具有非常大的产业化和市场前景。附图说明图1为本专利技术所提供的石墨烯功能化高性能羊绒制品表面形貌的SEM图。图2为本专利技术所提供的石墨烯功能化之前的羊绒制品表面形貌的SEM图。图中：1-羊绒纤维，2-石墨烯片层。具体实施方式下面对本专利技术的石墨烯功能化高性能羊绒制品及其制备方法进行详细说明。根据本专利技术的石墨烯功能化高性能羊绒制品，由纺织所述羊绒制品用的清洗处理好的纯天然羊绒纤维和包覆于所述羊绒纤维外表面上的石墨烯片层组成。其中，所述石墨烯片为单层或少层石墨烯，其粒径为10μm以下。所述石墨烯功能化高性能羊绒制品具有良好的抗静电、抗紫外和抑菌性能之外在阳光照射下还具备自发热功能，与普通羊绒制品相比在阳光下表面温度能够提高10～30℃。根据本专利技术的上述石墨烯功能化高性能羊绒制品的制备方法，包括以下步骤：(1)在10L纯水中加入50g氧化石墨烯粉末，超声20～60min，然后，用纯水稀释而获得浓度为0.005～0.5％的均匀分散的氧化石墨烯水溶液；(2)在50kg溶剂中加入1～50阳离子表面活性剂，完全溶解之后，将10kg预先洗好的羊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯功能化高性能羊绒制品，包含羊绒纤维和包覆于所述羊绒纤维外表面上的石墨烯片层；/n所述石墨烯片为单层或少层石墨烯，其粒径为10μm以下；/n所述石墨烯功能化高性能羊绒制品具有良好的抗静电、抗紫外和抑菌性能之外在阳光照射下还具备自发热功能，与普通羊绒制品相比在阳光下表面温度能够提高10～30℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯功能化高性能羊绒制品，包含羊绒纤维和包覆于所述羊绒纤维外表面上的石墨烯片层；
所述石墨烯片为单层或少层石墨烯，其粒径为10μm以下；
所述石墨烯功能化高性能羊绒制品具有良好的抗静电、抗紫外和抑菌性能之外在阳光照射下还具备自发热功能，与普通羊绒制品相比在阳光下表面温度能够提高10～30℃。


2.一种上述石墨烯功能化高性能羊绒制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在10L纯水中加入50g氧化石墨烯粉末，超声20～60min，然后，用纯水稀释而获得浓度为0.005～0.5％的均匀分散的氧化石墨烯水溶液；
(2)在50kg溶剂中加入1～50阳离子表面活性剂，完全溶解之后，将10kg预先洗好的羊绒制品浸泡其中10～30min，并取出用纯水冲洗后，自然晾干或在40～65℃温度下烘干，获得表面带正电荷的羊绒制品；
(3)将上述步骤(2)中获得的羊绒制品放入100L由上述步骤(1)所得的氧化石墨烯水溶液中浸泡反应5～60min，然后，从溶液中取出用纯水泡洗3次以上，并且在80～100℃的纯水中反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷达，侯晨曦，姚德，孙志强，孟根其其格，
申请(专利权)人：雷达，
类型：发明
国别省市：内蒙;15