一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维及其制备方法技术

本申请涉及功能纤维的整理技术领域，具体公开了一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维及其制备方法。一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备方法为：对聚酯纤维进行粗化整理，再将复合聚乙二醇接枝在聚酯纤维表面，再将羧基化改性后的氧化石墨烯接枝在复合聚乙二醇‑聚酯纤维表面，形成石墨烯复合纤维，热量由石墨烯复合纤维中的羧基化氧化石墨烯传递至复合聚乙二醇中，复合聚乙二醇相变快速吸热，同时由于石墨烯复合纤维表面含有大量亲水基，吸湿性较好，使用石墨烯复合纤维填充的靠枕的闷热感降低，靠枕的使用舒适度提高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维及其制备方法
本申请涉功能纤维的整理
，更具体地说，它涉及一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备方法。
技术介绍
靠枕是一种织物制品，由枕套和内芯组成，用于调节人体与座位或人体与床位的接触点以获得更舒适的角度，减轻使用者脊椎疲劳度。目前，靠枕的内芯填充物常选用天然纤维或合成纤维，其中合成纤维中的聚酯纤维是由二元醇和二元酸聚合而成，其由于蓬松度和弹性较好，具有一定的弹性回复率，中空层含有充足的空气具有一定的保暖性，是较好的靠枕填充材料。但聚酯纤维填充的靠枕在夏季使用时，由于聚酯纤维的散热性不佳，使用一段时间后，使用者易产生闷热感。
技术实现思路
为了改善聚酯纤维的散热性，本申请提供一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维。本申请提供的一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺，采用如下的技术方案：一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺，包括如下工艺步骤：S1、聚酯纤维的预处理：将聚酯纤维进行粗化整理，制得粗化聚酯纤维；S2、将相变温度为20-30℃的复合聚乙二醇溶解在乙醇中，配制成复合聚乙二醇溶液，将粗化聚酯纤维投入至复合聚乙二醇溶液中，搅拌浸泡2-4h，过滤，得到复合聚乙二醇-聚酯纤维；S3、将丁二酸酰基过氧化物投入至去离子水中配成丁二酸酰基过氧化物溶液，将氧化石墨烯投入至丁二酸酰基过氧化物溶液中，进行超声分散，超声结束后进行过滤，滤得固体为羧基化氧化石墨烯；S4、将羧基化氧化石墨烯投入至去离子水中，配成羧基化氧化石墨烯悬浊液，将复合聚乙二醇-聚酯纤维投入至羧基化氧化石墨烯悬浊液中，进行超声分散，超声结束后，过滤，干燥得到石墨烯复合纤维。通过采用上述技术方案，聚酯纤维先进行粗化处理，使聚酯纤维表面的酯键断裂，使得聚酯纤维表面产生大量羟基，由于复合聚乙二醇上含有羟基，复合聚乙二醇的羟基和粗化聚酯纤维表面的羟基通过分子间氢键连接在聚酯纤维表面，得到复合聚乙二醇-聚酯纤维；羧基化氧化石墨烯在超声作用下接枝在复合聚乙二醇-聚酯纤维表面；当热量由人体传递至石墨烯复合纤维时，石墨烯复合纤维表面的羧基化石墨烯具有较好的导热性，能够将热量快速传递至复合聚乙二醇，由于复合聚乙二醇的相变温度为20-30℃低于人体传热温度，复合聚乙二醇能在此温度范围内发生相变，实现快速吸热，使得石墨烯复合纤维的导热效率高,散热性好；同时由于石墨烯复合纤维表面含有大量亲水基，吸湿性较好，使用者在使用由石墨烯复合纤维填充的抱枕时不易产生闷热感，靠枕的使用舒适度提高；同时，复合聚乙二醇位于羧基化氧化石墨烯和聚酯纤维之间，其相转变时产生的流动性在宏观上受到限制，使得复合聚乙二醇在相转变过程中不易泄漏，石墨烯复合纤维的使用稳定性得到改善,即石墨烯复合纤维使用时复合聚乙二醇重复多次发生固-液相变不易失去。优选的，所述聚酯纤维、复合聚乙二醇和氧化石墨烯的质量比为(90-110):(15-20):(5-7)。通过采用上述技术方案，在此质量比范围内，石墨烯复合纤维的导热效果较好。优选的，所述复合聚乙二醇是由PEG-600和PEG-800组成，或由PEG-600和PEG-1000组成。通过采用上述技术方案，上述两种复合聚乙二醇的组合的相变温度均稳定在24-30℃，使得石墨烯复合纤维能够在此温度范围内发生相变。优选的，当所述复合聚乙二醇由PEG-600和PEG-800组成时，PEG-600和PEG-800的质量比为1:(0.53-0.63)。通过上述技术方案，在此质量比范围内，复合聚乙二醇的相变温度稳定在人体感受舒适的温度范围内，靠枕的使用温度即为其相变温度,人体接触此使用温度范围内的靠枕舒适感较好。优选的，步骤S1中使用粗化整理剂对聚酯纤维进行浸泡处理，然后经水洗、过滤得到粗化整理纤维，所述粗化整理剂为氢氧化钠水溶液，所述氢氧化钠水溶液的浓度为10-15g/L。通过采用上述技术方案，在保证聚酯纤维强度的前提下，此浓度范围内的氢氧化钠溶液对聚酯纤维表面的酯键水解效果较好，使得聚酯纤维能在短时间内表面粗糙且生成大量的亲水基，从而使得石墨烯复合纤维表面的羧基化氧化石墨烯和复合聚乙二醇的含量增加，石墨烯复合纤维的舒适度较高。优选的，所述步骤S1中聚酯纤维的粗化整理温度为60-70℃,粗化整理时间为50-70min。通过采用上述技术方案，由于在此粗化整理温度和时间范围内,由于其整理温度低于聚酯纤维的玻璃化温度，使得聚酯纤维的酯键水解反应发生在聚酯纤维表面，不影响聚酯纤维强度，同时聚酯纤维表面亲水基含量随整理时间的增长而增大。优选的，所述氧化石墨烯和丁二酸酰基过氧化物的质量比为10:1。通过采用上述技术方案，按照此质量比使用丁二酸酰基过氧化物对氧化石墨烯的羧基化效果较好，氧化石墨烯的羧基含量增加，使得石墨烯复合纤维的氧化石墨烯接枝率较高，石墨烯复合纤维的导热效果较好，石墨烯复合纤维的吸热速率较快，靠枕的使用舒适度得到改善。优选的，所述步骤S3和步骤S4中超声分散的参数设定为在60Hz的超声频率下超声1h。通过采用上述技术方案，在此超声分散的参数设定下，步骤S3中的氧化石墨烯分散度和步骤S4羧基化氧化石墨烯的分散度均较优，使得石墨烯复合纤维的氧化石墨烯接枝率较好，石墨烯复合纤维的吸热速率较快，靠枕使用舒适度较优。第二方面，本申请提供一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维，采用如下技术方案：一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维，由前述一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺制得。通过上述技术方案，得到一种能够快速吸热且吸湿性较好的石墨烯复合纤维。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请对聚酯纤维进行粗化处理形成凹坑和大量亲水基，采用复合聚乙二醇作为相变材料，将复合聚乙二醇粘接在聚氨酯纤维表面，再将羧基化改性后的氧化石墨烯接枝在复合聚乙二醇-聚酯纤维表面上，人体的热量能够由氧化石墨烯快速传递至复合聚乙二醇，复合聚乙二醇相变快速吸热，实现较好的热传导,改善其散热性，同时石墨烯复合纤维表面含有大量亲水基，吸湿性较好，使用者在使用由石墨烯复合纤维填充的抱枕时不易产生闷热感，提高靠枕的使用舒适度；2、由于本申请的复合聚乙二醇优选是由PEG-600和PEG-800组成且PEG-600和PEG-800的质量比为1:(0.53-0.63)，复合聚乙二醇的相变温度稳定在人体感受舒适的温度范围内，靠枕舒适感的使用舒适感更加。具体实施方式若无特殊说明，以下实施例的原料均来源于下表1。表1.原料的来源复合聚乙二醇的制备制备例1一种复合聚乙二醇，按照如下制备工艺制得：称取5gPEG-600和5gPEG-1000，将PEG-1000加热至40℃呈熔融状态，将PEG-600投入至PEG-1000中，搅拌混匀，冷却至10℃，制得复合聚乙二醇。制备例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：/nS1、将聚酯纤维进行粗化整理，制得粗化聚酯纤维；/nS2、将相变温度为20-30℃的复合聚乙二醇溶解在乙醇中，配制成复合聚乙二醇溶液，将粗化聚酯纤维投入至复合聚乙二醇溶液中，搅拌浸泡2-4h，过滤，得到复合聚乙二醇-聚酯纤维；/nS3、将丁二酸酰基过氧化物投入至去离子水中配成丁二酸酰基过氧化物溶液，将氧化石墨烯投入至丁二酸酰基过氧化物溶液中，进行超声分散，超声结束后进行过滤，滤得固体为羧基化氧化石墨烯；/nS4、将羧基化氧化石墨烯投入至去离子水中，配成羧基化氧化石墨烯悬浊液，将复合聚乙二醇-聚酯纤维投入至羧基化氧化石墨烯悬浊液中，进行超声分散，超声结束后，过滤，干燥得到石墨烯复合纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
S1、将聚酯纤维进行粗化整理，制得粗化聚酯纤维；
S2、将相变温度为20-30℃的复合聚乙二醇溶解在乙醇中，配制成复合聚乙二醇溶液，将粗化聚酯纤维投入至复合聚乙二醇溶液中，搅拌浸泡2-4h，过滤，得到复合聚乙二醇-聚酯纤维；
S3、将丁二酸酰基过氧化物投入至去离子水中配成丁二酸酰基过氧化物溶液，将氧化石墨烯投入至丁二酸酰基过氧化物溶液中，进行超声分散，超声结束后进行过滤，滤得固体为羧基化氧化石墨烯；
S4、将羧基化氧化石墨烯投入至去离子水中，配成羧基化氧化石墨烯悬浊液，将复合聚乙二醇-聚酯纤维投入至羧基化氧化石墨烯悬浊液中，进行超声分散，超声结束后，过滤，干燥得到石墨烯复合纤维。


2.根据权利要求1所述的一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺，其特征在于，所述聚酯纤维、复合聚乙二醇和氧化石墨烯的质量比为（90-110）：（15-20）:（5-7）。


3.根据权利要求1所述的一种用于靠枕的多功能石墨烯复合纤维的制备工艺，其特征在于，所述复合聚乙二醇是由PEG-600和PEG-800组成，或由PEG-600和PEG-1000组成。


4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张邻淦，汪林明，王双胜，宋骞骞，陈鸿权，
申请(专利权)人：深圳联达技术实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44