一種石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，包括以下步驟制得：1）將大麻纖維置于果膠酶溶液中常溫浸泡；繼續浸入到殼聚糖水溶液中浸泡，脫水烘干；2）將大麻纖維與竹纖維、羊毛纖維和棉纖維置于丙酮中浸泡，同時進行超聲震蕩處理，洗滌后脫水烘干，制得麻棉多功能纖維；3）將麻棉多功能纖維與石墨烯纖維混勻并捻成混合紗線。本發明通過加入石墨烯纖維混紡，提高了麻棉多功能纖維混紡紗線的強度和韌性，混紡紗線的電阻率約10～103Ω·m，大麻纖維通過較為溫和的生物酶處理后，既起到脫膠的作用，同時又避免了化學品的浸解脫膠，較好的保留了大麻纖維中所含有的天然酚類物質及其衍生物，起到有效天然抗菌的作用。
【專利說明】
一種石墨烯纖維増強麻棉多功能纖維的混紡紗線
技術領域
[0001]本發明屬于紡織技術領域，具體涉及一種石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線。
【背景技術】
[0002]導電纖維一直是功能性纖維的研究熱點，一般是指電阻率小于108Ω.cm的纖維，具有導電、電熱和防電磁輻射等功能，通常集中應用于特殊場合中使用的抗靜電服或防電磁輻射服裝等領域。
[0003]導電纖維制造的主要方法包括，一種為常規纖維表面涂覆導電成分，另一種為導電材料與纖維原料混合，通過紡絲工藝制成導電纖維。纖維表面涂覆導電層法是將含有金屬、碳黑或金屬化合物的導電材料，涂覆于纖維表面制成導電纖維，也可將聚苯胺等導電高聚物通過原位聚合法吸附于纖維表面獲得導電纖維，上述方法制備的纖維導電性能突出，但耐水洗性及耐久性不夠理想。共混紡絲將導電粒子(主要為碳黑或金屬化合物)與非導電成分的主體聚合物進行共混，通過熔融或濕法紡絲工藝制備復合導電纖維，在紡絲過程中，導電粒子極易產生團聚，影響復合纖維的導電效果。
[0004]石墨烯是一種由碳原子構成的單層蜂窩狀結構的新材料，是其他維度碳材料的構造基礎。石墨稀具有很多獨特的性質，如尚電子遷移率、尚導熱系數、良好的彈性和剛度等。因此，將石墨烯組裝為宏觀的功能結構如纖維等，是實現石墨烯實際應用的重要途徑。
[0005]目前，將石墨烯纖維與紡織纖維復合，制備導電復合纖維的研究仍鮮有報道。
【發明內容】
[0006]本發明針對【背景技術】中存在的問題而提供一種石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線。
[0007]實現本發明目的采用的優選技術方案為:一種石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，所述的混紡紗線由麻棉多功能纖維和石墨烯纖維混紡而成，所述的混紡紗線包括以下制備步驟:
1)將大麻纖維置于果膠酶溶液中常溫浸泡;然后將處理后的大麻纖維繼續浸入到殼聚糖水溶液中浸泡，脫水、烘干；
2)將步驟I)中制得的大麻纖維與竹纖維、羊毛纖維和棉纖維置于丙酮中浸泡，同時進行超聲震蕩處理，洗滌后脫水烘干，制得麻棉多功能纖維；
3)將步驟2)制得的麻棉多功能纖維與石墨烯纖維混勻并捻成混合紗線，其中，所述的麻棉多功能纖維與石墨稀纖維的質量比為100: (I?10)。
[0008]優選的，步驟I)中所述的果膠酶溶液的濃度為10?50g/L，優選20?40g/L，最優選30g/L，浸泡時間為15?30分鐘，優選18?25分鐘，最優選20分鐘;所述的殼聚糖水溶液濃度為10?20g/L，優選12?18g/L，最優選15g/L，浸泡時間為I?3小時。
[0009]步驟2)中的浸泡時間為2?6小時，所述大麻纖維、竹纖維、羊毛纖維與棉纖維的質量比為(3?5):( I?3):1:(5?10)。
[0010]步驟3)中所述的石墨烯纖維由如下步驟制得:I)將氧化石墨烯加入去離子水中，氧化石墨烯和去離子水的質量體積比為Img: (I?3mL)，超聲分散0.5?2小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液;2)將分散均勻的氧化石墨烯水溶液與氯乙酸混合，所述氯乙酸與氧化石墨烯的質量比為50:1，然后在攪拌速度為50?200轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到60?80°C，保持其反應0.5?3小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯;3)將羧基化氧化石墨烯超聲分散于N，N- 二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維，其中羧基化氧化石墨烯與N，N- 二甲基甲酰的質量體積比為I: (50?10mL)ο
[0011 ]優選的，步驟2)中的羊毛纖維經過抗菌處理，處理步驟為:將羊毛纖維置于清洗容器中，加入丙酮攪拌后晾干;將晾干后的羊毛纖維置于燒杯中，加入抗菌功能母液，避光條件下浸泡3?12小時;將抗菌處理后的羊毛纖維置于洗滌容器中，加入去離子水，攪拌洗滌10?20分鐘后晾干、備用。
[0012]本發明技術方案的優點在于:
I)本發明通過加入石墨烯纖維混紡，提高了麻棉多功能纖維的混紡紗線的強度和韌性，使得混紡紗線的電阻率約10?13 Ω.m，而常規混紡紗線的電阻率約1014Ω.m。
[0013]2)本發明的混紡紗線中優選了竹纖維、羊毛纖維等功能纖維，改善了紗線的內在性能，使得最終生產出來的織品能夠兼具棉的柔軟細膩、麻的滑爽、吸濕排汗、抗菌衛生等特性。
[0014]3)本發明的大麻纖維通過較為溫和的生物酶處理后，既起到大麻纖維脫膠的作用，同時又避免了強烈的、危險的化學品的浸解脫膠，較好的保留了大麻纖維中所含有的天然的酚類物質及其衍生物，起到有效天然抗菌的作用。另外，大麻纖維、棉纖維經生物酶復合改性處理后，還可提高紗線的染色效果。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0016]實施例1
1)將大麻纖維置于濃度為10g/L果膠酶溶液中常溫浸泡30分鐘;然后將處理后的大麻纖維繼續浸入到濃度為20g/L殼聚糖水溶液中浸泡I小時，脫水、烘干；
2)將大麻纖維、竹纖維、羊毛纖維、棉纖維按質量比3:1:1:5置于丙酮中浸泡2小時，同時進行超聲震蕩處理I小時，洗滌后脫水烘干，制得棉麻多功能纖維；
3)將制得的棉麻多功能纖維與石墨烯纖維按質量比100:1混勻并捻成混合紗線。
[0017]實施例2
1)將大麻纖維置于濃度為50g/L果膠酶溶液中常溫浸泡15分鐘;然后將處理后的大麻纖維繼續浸入到濃度為I Og/L殼聚糖水溶液中浸泡3小時，脫水、烘干；
2)將大麻纖維、竹纖維、羊毛纖維、棉纖維按質量比5:3:1:10置于丙酮中浸泡6小時，同時進行超聲震蕩處理I小時，洗滌后脫水烘干，制得棉麻多功能纖維；
3)將制得的棉麻多功能纖維與石墨烯纖維按質量比100:5混勻并捻成混合紗線。
[0018]實施例3 1)將大麻纖維置于濃度為30g/L果膠酶溶液中常溫浸泡20分鐘;然后將處理后的大麻纖維繼續浸入到濃度為15g/L殼聚糖水溶液中浸泡2小時，脫水、烘干；
2)將大麻纖維、竹纖維、羊毛纖維、棉纖維按質量比4:2:1:7置于丙酮中浸泡4小時，同時進行超聲震蕩處理I小時，洗滌后脫水烘干，制得棉麻多功能纖維；
3)將制得的棉麻多功能纖維與石墨烯纖維按質量比100:10混勻并捻成混合紗線。
[0019]實施例4
實施例1?3中的石墨烯纖維可通過如下步驟制得。
[0020]I)將10mg氧化石墨烯加入10mL去離子水中，超聲分散0.5小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為50轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到80°C，保持其反應0.5小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取10mg羧基化氧化石墨稀超聲分散于50mLN,N- 二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。
[0021]實施例5
實施例1?3中的石墨烯纖維也可通過如下步驟制得。
[0022]I)將10mg氧化石墨烯加入200mL去離子水中，超聲分散I小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為100轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到60°C，保持其反應3小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取10mg羧基化氧化石墨稀超聲分散于80mLN,N- 二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。
[0023]實施例6
實施例1?3中的石墨烯纖維還可通過如下步驟制得。
[0024]I)將10mg氧化石墨烯加入300mL去離子水中，超聲分散2小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為200轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到70°C，保持其反應2小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取10mg羧基化氧化石墨稀超聲分散于10mLN,N- 二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。
[0025]在實施例1?3中，對選用的羊毛纖維可經過抗菌處理:將羊毛纖維置于清洗容器中，加入丙酮攪拌后晾干;將晾干后的羊毛纖維置于燒杯中，加入抗菌功能母液，避光條件下浸泡3?12小時;將抗菌處理后的羊毛纖維置于洗滌容器中，加入去離子水，攪拌洗滌10?20分鐘后晾干、備用。
[0026]經檢測，本發明通過加入石墨烯混紡得到的紗線，電阻率約10?13 Ω.m，抑菌率(大腸桿菌)達99.9%。同時，依據GB/T 5713-1997檢測混合紗線的色牢度，實施例1?6的復合紗線的耐水色牢度達到4?5級。
【主權項】
1.一種石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，所述的混紡紗線由麻棉多功能纖維和石墨烯纖維混紡而成，其特征在于:包括以下制備步驟: 1)先將大麻纖維置于果膠酶溶液中常溫浸泡;然后將處理后的大麻纖維繼續浸入到殼聚糖水溶液中浸泡，脫水、烘干； 2)將步驟I)中制得的大麻纖維與竹纖維、羊毛纖維和棉纖維置于丙酮中浸泡，同時進行超聲震蕩處理，洗滌后脫水烘干，制得麻棉多功能纖維； 3)將步驟2)制得的麻棉多功能纖維與石墨烯纖維混勻并捻成混合紗線，其中，所述的麻棉多功能纖維與石墨稀纖維的質量比為100: (I?10)。2.根據權利要求1所述的石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，其特征在于:步驟I)中所述的果膠酶溶液的濃度為10?50g/L，浸泡時間為15?30分鐘;所述的殼聚糖水溶液濃度為10?20g/L，浸泡時間為I?3小時。3.根據權利要求1所述的石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，其特征在于:步驟2)中的浸泡時間為2?6小時，所述大麻纖維、竹纖維、羊毛纖維與棉纖維的質量比為(3?5):(1?3):1:(5?10)。4.根據權利要求1所述的石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，其特征在于:步驟3)中所述的石墨烯纖維由如下步驟制得:I)將氧化石墨烯加入去離子水中，氧化石墨烯和去離子水的質量體積比為lmg:(l?3mL)，超聲分散0.5?2小時后，得到分散均勾的氧化石墨烯水溶液;2)將分散均勻的氧化石墨烯水溶液與氯乙酸混合，所述氯乙酸與氧化石墨烯的質量比為50:1，然后在攪拌速度為50?200轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到60?80 V，保持其反應0.5?3小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯;3)將羧基化氧化石墨烯超聲分散于N，N- 二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維，其中羧基化氧化石墨烯與N，N - 二甲基甲酰的質量體積比為1:( 5 O?10mL)ο5.根據權利要求1所述的石墨烯纖維增強麻棉多功能纖維的混紡紗線，其特征在于:步驟2 )中的羊毛纖維經過抗菌處理，處理步驟為:將羊毛纖維置于清洗容器中，加入丙酮攪拌后晾干;將晾干后的羊毛纖維置于燒杯中，加入抗菌功能母液，避光條件下浸泡3?12小時；將抗菌處理后的羊毛纖維置于洗滌容器中，加入去離子水，攪拌洗滌10?20分鐘后晾干、備用。
【文檔編號】D02G3/04GK105951237SQ201610557634
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月15日
【發明人】王鈾锝
【申請人】義烏市麻尚生針織品有限公司