一种皮芯型复合纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种皮芯型复合纤维及其制备方法和应用。本发明专利技术的皮芯型复合纤维是以改性石墨烯母粒为皮层，高分子材料为芯层经熔融纺丝制备得到。本发明专利技术的皮芯型复合纤维的制备方法具有绿色环保、工艺简单适用性广等特点，适合于工业化生产。本发明专利技术提供的纤维兼具抗静电、抗菌功能，且力学强度好，在功能性纺织领域有着广阔的应用前景。有着广阔的应用前景。有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种皮芯型复合纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术主要涉及纤维相关
，具体设计一种皮芯型复合纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]石墨烯是具有单个二维碳原子层的蜂巢状晶体，是目前已知最薄的二维碳纳米材料。石墨烯独特的大π共轭体系使其具有优异的物理化学特性，如超高的比表面积、优良的导电导热性、特殊的光学性能以及优异的力学性能。这些性能使得石墨烯材料在能源、电子、涂料、纤维等领域都具有广阔的应用前景。
[0003]石墨烯的规模化制备是其走向应用的关键。尽管石墨烯的制备方法有很多种，包括外延生长法、机械剥离法、电化学剥离法、化学气相沉积法等，但均存在着不同程度的局限性，例如，Hummers法需要强氧化剂而不环保，且会破坏石墨烯的结构，而化学气相沉积法制备条件苛刻、生产成本高等，这些使得石墨烯在实际产业化应用中受到极大的限制。
[0004]近年来，在纺织领域，许多研究成果已经明确证明了石墨烯能显著提高聚合物的各种性能，包括机械性能、导热导电和阻隔性能等。功能性石墨烯纤维的制备主要有以下三个途径：一是通过物理或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将纳米碳球、石墨、水混合，制备预处理的纳米碳球/石墨分散液；(2)将步骤(1)中得到的预处理的纳米碳球/石墨分散液进行剥离，制备石墨烯分散液；(3)在步骤(2)得到的石墨烯分散液中加入金属源，得到负载金属的石墨烯分散液；(4)将步骤(3)得到的负载金属的石墨烯分散液进行干燥，得到石墨烯负载金属复合物；(5)将步骤(4)得到的石墨烯负载金属复合物与高分子材料进行熔融共混制备改性石墨烯母粒；(6)以步骤(5)得到的改性石墨烯母粒为皮组分，以高分子材料为芯组分，经熔融纺丝制备得到复合纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米碳球以单糖为原料并利用水热法制备得到。优选地，步骤(1)中，制备所述纳米碳球的原料为单糖，所述单糖选自葡萄糖、果糖、半乳糖中的至少一种。优选地，水热法的反应温度为100
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300℃。优选地，水热法中，单糖的浓度为1
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60mg/mL。优选地，水热法的反应时间为5
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10h。优选地，步骤(1)中，所述石墨选自天然鳞片石墨、膨胀石墨、石墨粉中的至少一种。优选地，步骤(1)中，所述预处理的纳米碳球/石墨分散液中的石墨的浓度为1
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50mg/mL。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：(1a)利用水热法制备纳米碳球，将石墨加入到纳米碳球水溶液中，得到预处理的纳米碳球/石墨分散液。优选地，步骤(1)为：(1b)将石墨和单糖加入到水中进行混合，然后进行水热处理，将单糖制备成纳米碳球，得到预处理的纳米碳球/石墨分散液。优选地，步骤(1b)中，可以采用高剪切分散乳化机混合。优选地，步骤(1b)中，所述高剪切分散乳化机的处理时间为1
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100min。优选地，步骤(1b)中，所述高剪切分散乳化机的转速为1000
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15000rpm。优选地，步骤(1)为：(1c)将石墨和单糖加入到水中，进行水热处理，将单糖制备成纳米碳球，然后进行混合，得到预处理的纳米碳球/石墨分散液。优选地，步骤(1c)中，可以采用超声的方式混合。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述预处理的纳米碳球/石墨分散液加入具有超高剪切速率的剪切设备内进行剥离，得到石墨烯分散液。优选地，步骤(2)具体为：对所述预处理的纳米碳球/石墨分散液在微射流均质机中进行剥离，其具体过程为：先将预处理的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙辉，张原野，王号朋，王剑磊，吴立新，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：