一种石墨烯纺单丝及其制备方法技术

本申请涉及涤纶单丝生产技术领域，尤其是涉及的是一种石墨烯纺单丝及其制备方法。其方法为将0.1％

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯纺单丝及其制备方法


[0001]本申请涉及涤纶单丝生产
，尤其是涉及的是一种石墨烯纺单丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈
·
盖姆和康斯坦丁
·
诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、 SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。
[0003]随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域，目前纺织领域中石墨烯也得到了很好应用。当石墨烯运用至纺织中，能使得单丝具有优良的强度，提高成品纤维物理机械性能，同时也使单丝具备石墨烯的多个功能效果。制备方法的不同，导致成品纤维单丝的强度也不尽相同。为了提升石墨烯纺单丝的强度及单丝的功能效果，对其制备方法进行优化处理。

技术实现思路

[0004]本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过说明书所特别指出的结构来实现和获得。
[0005]本申请的目的在于克服上述不足，提供一种石墨烯纺单丝及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本申请的技术解决方案是：
[0007]一种石墨烯纺单丝，石墨烯纺单丝包括涤纶、石墨烯助剂，基于石墨烯纺单丝的总质量计，涤纶的质量含量为95％
‑
99.9％，石墨烯助剂的质量含量为0.1％
‑
5％。
[0008]在一些实施方式中，石墨烯纺单丝还包括功能性母粒。
[0009]在一些实施方式中，基于石墨烯纺单丝的总质量计，涤纶的质量含量为81％
‑
98.9％，石墨烯助剂的质量含量为0.1％
‑
5％，功能性母粒的质量含量为1％
‑
14％。
[0010]在一些实施方式中，功能性母粒为抗菌母粒或防紫外线母粒。
[0011]一种石墨烯纺单丝的制备方法，制备方法为：
[0012]将0.1％
‑
5％的石墨烯助剂与涤纶切片通过混炼，双螺杆造粒挤出切粒，得到涤纶石墨烯切片；将石墨烯涤纶切片通过160
‑
170℃除湿干燥四至六小时，使含水量降至30PPM以下结晶；单螺杆挤出机设定熔融温度270
‑
275℃，螺杆压力设定13Mpa，剪切、均匀塑化、熔体经计量泵送至纺丝组件；喷丝制备处理，使用喷丝板组件挤出喷丝；冷却水箱设定60
‑
70℃热水冷却；原生单丝通过一至三牵，6倍两段热拉伸，第三牵与四牵负伸定型20％以上；单
丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷。
[0013]在一些实施方式中，混炼时还添加质量含量为1％
‑
14％的功能性母粒，石墨烯助剂、涤纶、功能性母粒三者的质量含量相加为100％。
[0014]在一些实施方式中，喷丝制备处理中喷丝孔的孔径采用30
×
0.5D，喷丝板组件用海沙 40
‑
60目，过滤网350目，挤出喷丝。合理控制石墨烯单丝丝径，保证石墨烯单丝的机械性能。
[0015]在一些实施方式中，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机布线，均匀收卷。能够有效避免收卷过程中断丝情况的出现。
[0016]在一些实施方式中，将石墨烯涤纶切片，通过165℃除湿干燥五小时，使含水量降至30PPM 以下结晶。
[0017]在一些实施方式中，计量泵为1
×
4行星计量泵。
[0018]通过采用上述的技术方案，本申请的有益效果是：
[0019]本申请制备出的石墨烯单丝由于石墨烯的结构特性，使得单丝的韧性增强，同时也赋予单丝优异的抗拉效果。精细化的温度、时间、压力、条件设定，保证制备出的石墨烯单丝使用效果上较为突出。石墨烯单丝编织形成面料，具备诸多使用功效，提升使用效果。
具体实施方式
[0020]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本申请，但并不用于限定本申请。
[0021]另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0022]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0023]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0024]石墨烯具有抗菌抑菌的效果，石墨烯是碱性(负电荷)，可以加入四级胺盐这类带
正电荷的金属离子与细菌等接触，因细菌的细胞壁多为带负电电荷，在正、负离子量不平衡的情况下产生拉力，导致细菌的细胞壁被拉破而产生破洞，无法生(合)成细胞壁而影响繁殖。添加石墨烯制成石墨烯纺单丝，石墨烯纺单丝编织制成的面料对肺炎杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念球菌均具有高效的阻隔作用，抗菌抑菌可达90％。相对于传统的无机、有机抗菌剂，石墨烯基本没有细胞毒性，更适合与人体皮肤直接接触，具有亲肤养肤的作用。除此之外，石墨烯还具有防紫外线功能、吸湿透气功能、人体体温激发远红外功能。尤其是人体体温激发远红外功能，由石墨烯纺单丝制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯纺单丝，其特征在于，该石墨烯纺单丝包括涤纶、石墨烯助剂，基于该石墨烯纺单丝的总质量计，该涤纶的质量含量为95％
‑
99.9％，该石墨烯助剂的质量含量为0.1％
‑
5％。2.根据权利要求1所述的石墨烯纺单丝，其特征在于，该石墨烯纺单丝还包括功能性母粒。3.根据权利要求2所述的石墨烯纺单丝，其特征在于，基于该石墨烯纺单丝的总质量计，该涤纶的质量含量为81％
‑
98.9％，该石墨烯助剂的质量含量为0.1％
‑
5％，该功能性母粒的质量含量为1％
‑
14％。4.根据权利要求2或3所述的石墨烯纺单丝，其特征在于，该功能性母粒为抗菌母粒或防紫外线母粒。5.一种石墨烯纺单丝的制备方法，其特征在于，该制备方法为：将质量含量0.1％
‑
5％的石墨烯助剂与涤纶切片通过混炼，双螺杆造粒挤出切粒，得到涤纶石墨烯切片；将石墨烯涤纶切片通过160
‑
170℃除湿干燥四至六小时，使含水量降至30PPM以下结晶；单螺杆挤出机设定熔融温度270

【专利技术属性】
技术研发人员：许金枝，何平静，刘敏，
申请(专利权)人：信泰福建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：