一种三维荧光石墨烯纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及纺织产品制造技术领域，尤其涉及一种三维荧光石墨烯纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、将纺织纤维浸渍于无水乙醇中，清洗干燥后获得洁净纺织纤维；步骤S3、采用常温常压等离子体方法对通过步骤S1获得的洁净纺织纤维进行表面处理，获得表面改性纺织纤维；步骤S5、将石墨烯与水溶性荧光染料分散于水中，获得荧光分散液；本发明专利技术将含有石墨烯的荧光分散液与纺织纤维复合，获得三维荧光石墨烯纤维；雾化装置将荧光分散液雾化后形成稳定的雾化区，纺织纤维通过雾化区，采用雾化接触的方式获得三维荧光石墨烯纤维，提高了生产效率和产品质量。率和产品质量。率和产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种三维荧光石墨烯纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织产品制造
，尤其涉及一种三维荧光石墨烯纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]将石墨烯与纺织纤维复合可以获得用于纺织品的石墨烯纤维，由于石墨烯自身具有优异的抗菌性能、低温远红外功能，采用石墨烯纤维织造的纺织品可以获得优异的抗静电、电磁屏蔽或导电性能。为了进一步获得具有荧光效果的纺织纤维，可以在制备石墨烯纤维时添加荧光染料。
[0003]现有技术中，三维石墨烯纤维的制备方式主要有两种，一种是热化学气相沉积，使石墨烯沉积生长在纤维基体的表面，但是该方式需在高温下进行，不适用于不耐高温的纺织纤维；另一种是浸渍法，将石墨烯制备成分散液，然后将纤维浸渍于石墨烯分散液中，使石墨烯吸附于纤维表面，该方法可在室温下进行，适用于纺织纤维。但是该方法存在以下问题：首先，纺织纤维的表面性能较差，不利于石墨烯的吸附，因此生产周期长，获得的石墨烯纤维中石墨烯含量低，影响产品性能；其次，纤维织物柔软易缠绕，在浸渍时不宜对石墨烯分散液进行搅拌，由于石墨烯的分散性较差，而浸渍所需的时间较长，一般为数小时，因此石墨烯分散液容易发生团聚和沉淀，为了降低团聚和沉淀，配制的石墨烯分散液中石墨烯含量不宜过高，低浓度的石墨烯分散液会导致浸渍时间的进一步延长，降低了生产效率。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题至少之一，本专利技术提供了一种三维荧光石墨烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0005]步骤S1、将纺织纤维浸渍于无水乙醇中，清洗干燥后获得洁净纺织纤维；
[0006]步骤S3、采用常温常压等离子体方法对通过步骤S1获得的洁净纺织纤维进行表面处理，获得表面改性纺织纤维；
[0007]步骤S5、将石墨烯与水溶性荧光染料分散于水中，获得含石墨烯的荧光分散液；
[0008]步骤S7、将通过步骤S3获得的表面改性纺织纤维放置于荧光分散液氛围中，干燥后获得三维荧光石墨烯纤维。
[0009]优选的，步骤S1中所述纺织纤维包括天然纤维和化学纤维，所述天然纤维包括棉、麻、丝、毛，所述化学纤维包括粘纤、涤纶、锦纶、芳纶。
[0010]优选的，所述步骤S3中所述常温常压等离子体方法的具体步骤为：在常压等离子体射流设备中通入氦气20～40LPM，在频率为10～15MHz，功率为40～45W的条件下处理洁净纺织纤维20～30s。
[0011]优选的，所述步骤S5和步骤S7之间还包括将荧光分散液进行雾化的步骤S6，所述步骤S6中，将荧光分散液雾化后形成雾化区，步骤S7中将表面改性纺织纤维缓慢通过所述雾化区。
[0012]优选的，所述雾化区由雾化装置形成，所述雾化装置包括罐体和盖体，所述盖体内设有第一雾化腔，所述第一雾化腔内设有雾化机构，所述罐体内设有雾化区，荧光分散液被所述雾化机构雾化后进入所述雾化区，所述罐体的进丝口和出丝口均连通所述雾化区。
[0013]优选的，所述雾化机构可形成顺时针和逆时针往复回转的荧光分散液雾化氛围。
[0014]所述雾化机构包括进料仓，围绕所述进料仓圆周等距排列的多个转轮，传送带活动套设于多个所述转轮上，靠近所述传动带的各边处均设有与其平行的导杆，内部设有混合腔室的混合装置固定于所述传动带上，并与所述导杆可滑动连接，所述混合装置面向所述罐体一端设有可旋转雾化喷嘴，所述混合腔室通过进气管连接气源，通过软管连接进料仓。
[0015]优选的，所述罐体顶端开口，底端为锥形并设有排液口，内部设有分别连通所述第一雾化腔的两个第二雾化腔，所述雾化区设于两个所述第二雾化腔之间。
[0016]所述罐体内对称设有与所述第一雾化腔连通的两个第二雾化腔，两个所述第二雾化腔之间为所述雾化区。靠近所述罐体顶端开口处对称设有两个水平的托板，所述托板上设有第一通孔，所述罐体的锥形底端上方设有隔板，所述罐体、所述托板和所述隔板共同围合成两个所述第二雾化腔，两个第二雾化腔之间的区域为所述雾化区，所述第二雾化腔中隔板的上端面为倾斜的斜面，其斜面最低处设有第一集液口，所述雾化区中所述隔板的上端面为倾斜的斜面，其斜面最低处设有第二集液口；
[0017]所述盖体包括盖板和箱体，所述箱体上端开口，所述盖板可拆卸密封固定于所述箱体上端，所述雾化机构固定于所述盖板的下端面，所述箱体的下端面对称设有两个平面底板以及分别与两个平面底板相连且向上凸起的曲面底板，两个所述平面底板上分别设有第二通孔。
[0018]优选的，所述第二雾化腔和所述雾化区之间还设有稳流机构，所述稳流机构将所述第二雾化区内雾化后的荧光分散液分层稳流后，溢出至所述雾化区。
[0019]所述稳流机构包括引流板和稳流板，所述引流板上纵向等距设有多个水平的引流槽，所述稳流板由多个稳流单元互相连接形成，所述稳流单元包括中空且依次连接的等边多边形部和锥形部，所述多边形部的各侧壁上均设有第二通孔，所述锥形部的锥形侧壁上圆周等距设有多个第三通孔，底部设有第四通孔。
[0020]优选的，所述罐体的进丝口和出丝口处均设有对辊机构，所述对辊机构包括两个可在弹性力作用下发生相对位移的第一压辊和第二压辊，纺织纤维经所述对辊机构挤压形成厚度为单个纺织纤维直径的单层丝。
[0021]所述对辊机构包括对称设于所述进丝口或出丝口长度方向两端的固定座，沿所述固定座长度方向设有滑动轨道，所述滑动轨道的一端固定设有限位板，另一端固定设有第一压辊固定块，所述滑动轨道上滑动设有第二压辊固定块，弹簧一端连接所述第二压辊固定块，另一端连接所述限位板，第一压辊和第二压辊分别可旋转固定于所述第一压辊固定块和所述第二压辊固定块上，所述弹簧自然伸长状态下，所述第一压辊抵接所述第二压辊。
[0022]优选的，雾化装置的使用包括以下步骤：
[0023]步骤S100、将纺织纤维经分丝装置梳理成层状后，依次通过雾化装置的两个对辊机构后连接牵引装置；将雾化装置的排液口连接装有荧光分散液的搅拌罐的进液口，输送泵一端连接搅拌罐的出液口，另一端连接雾化装置的雾化机构；
[0024]步骤S200、启动雾化装置和输送泵，将盛放在搅拌罐内的荧光分散液泵送至雾化机构内雾化，雾化后的荧光分散液依次经第一雾化腔和第二雾化腔进入雾化区；
[0025]步骤S300、待雾化区的雾化氛围稳定后，牵引装置牵引纺织纤维缓慢通过雾化区，荧光分散液吸附于纺织纤维表面；
[0026]步骤S400、雾化装置的排液口将罐体内汇集的荧光分散液回流至搅拌罐中，形成循环。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益技术效果：
[0028]1、通过雾化接触的方式，消除了石墨烯的浓度限制，可以配制高石墨烯含量的荧光分散液，将其雾化后形成雾化区，纺织纤维通过雾化区时与高浓度的雾化荧光分散液相接触，高效的完成纤维与石墨烯的复合，提高了工作效率和产品质量；
[0029]2、提供了用于形成稳定的雾化区的雾化装置，提高了生产效率，保证了三维荧光石墨烯纤维产品质量的均一性；
[0030]3、雾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维荧光石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将纺织纤维浸渍于无水乙醇中，清洗干燥后获得洁净纺织纤维；步骤S3、采用常温常压等离子体方法对通过步骤S1获得的洁净纺织纤维进行表面处理，获得表面改性纺织纤维；步骤S5、将石墨烯与水溶性荧光染料分散于水中，获得含石墨烯的荧光分散液；步骤S7、将通过步骤S3获得的表面改性纺织纤维放置于荧光分散液氛围中，干燥后获得三维荧光石墨烯纤维。2.根据权利要求1所述的三维荧光石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述纺织纤维包括天然纤维和化学纤维，所述天然纤维包括棉、麻、丝、毛，所述化学纤维包括粘纤、涤纶、锦纶、芳纶。3.根据权利要求1所述的三维荧光石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中所述常温常压等离子体方法的具体步骤为：在常压等离子体射流设备中通入氦气20～40LPM，在频率为10～15MHz，功率为40～45W的条件下处理洁净纺织纤维20～30s。4.根据权利要求1所述的三维荧光石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S5和步骤S7之间还包括将荧光分散液进行雾化的步骤S6，所述步骤S6中，将荧光分散液雾化后形成雾化区(600)，步骤S7中将表面改性纺织纤维缓慢通过所述雾化区(600)。5.根据权利要求4所述的三维荧光石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，所述雾化区(600)由雾化装置(2)形成，所述雾化装置(2)包括罐体(100)和盖体(200)，所述盖体(200)内设有第一雾化腔(400)，所述第一雾化腔(400)内设有雾化机构(300)，所述罐体(100)内设有雾化区(600)，荧光分散液被所述雾化机构(300)雾化后进入所述雾化区(600)，所述罐体(100)的进丝口(107)和出丝口(108)均连通所述雾化区(600)。6.根据权利要求5所述的三维荧光石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，所述雾化机构(300)可形成顺时针和逆时针往复回转的荧光分散液雾化氛围。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周迎春，
申请(专利权)人：浙江莹隆纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：