南方保暖石墨烯改性涤纶纤维

石墨烯是一种新型的纳米材料，呈纳米级的片膜状结构，单层的厚度为0.35nm，约为头发丝直径的万分之一。石墨烯是单层石墨的层片，是构成石墨的基本单元。其独特的二维单原子层状晶体结构，使其具有优异的特性：1、优异的力学性能，强度、硬度高且弹性模量大；2、优良的光学特性，透明度高且稳定性好；3、优异的导电性；4、较大的比表面积，稳定性高，具备较佳的储能性能；5、优良的抑菌抑菌效果。因石墨烯优异的物理化学性能，逐步成为纺织领域研究热点，其被应用于功能纤维及智能纺织领域，比如抑菌性纤维及织物、远红外纤维以及智能服装等。石墨烯在纤维领域研究的不断深入，其优异的比表面积使快速充电储能材料的出现成为了可能，其电化学性能将使得多功能智能纺织品的研究得到极大的发展。随着石墨烯制备工艺的不断完善与简化，石墨烯将得到更面积大推广与应用，拥有更好的发展前景。石墨烯改性纤维在面料中的含量达到50%以上时就具有鲜明的功能性指标。南方保暖石墨烯改性涤纶纤维

石墨烯纺织品是指石墨烯材料与普通纺织品有效结合，在保持纺织品各项基本性能的同时，具有石墨烯某一种或几种独特性质的纺织产品。由于石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外、抑菌们的生活。近年来，石墨烯在纺织领域的应用日益宽广，石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题。可以直接采用纺丝技术制备石墨烯纤维，高纯度石墨烯纤维具有优异的电学性能和力学性能等，在诸多领域显示出良好的应用前景，但要解决高纯度石墨烯纤维可纺性差的问题。石墨烯也可以和其他材料混合进行纺丝，或者对其他纤维进行改性整理，从而获得高性能的纤维。南方民用石墨烯改性涤纶短纤多功能、多类别、多层次、低功耗、低成本是石墨烯改性纤维被市场和消费者接受的关键。

石墨烯具有优异的导电性能，石墨烯粉体在纤维中取向度越高，越有利于纤维中形成导通的电子传输网络，从而提高纤维的抗静电性能。在较低的拉伸倍数下，由于石墨烯粉体本身具有二维的取向性，因此石墨烯粉体含量的增加可有效提高纤维的取向度，有利于提高纤维的抗静电性能，在石墨烯质量分数增加到1.0%，拉伸倍数为3.2时，纤维的体积电阻率由4.14*1010Ω·cm降低到3.06*108Ω·cm；在高拉伸倍数下，由于受纤维拉伸过程中聚合物变细，使石墨烯粉体呈纤维方向排列，纤维的取向因子增加，同时纤维的体积电阻率相应降低，在石墨烯质量分数为1.0%、纤维拉伸倍数由3.2倍提高到3.8倍时，石墨烯改性纤维的体积电阻率降低到3.29*107Ω·cm。因此在增加石墨烯粉体含量的基础上，通过提高纤维拉伸倍数，可有效地使石墨烯片层材料取向，从而增加石墨烯片层之间的导通结构，提高纤维的抗静电性能。

将石墨烯材料先加工成母粒，再通过熔融纺丝技术，用母粒添加的方式进行纺丝，是生产石墨烯改性吸湿排汗涤纶长丝的主要方法。石墨烯改性聚酯母粒，由于PET经过粉碎和重新造粒，分子量有所下降，同时石墨烯粉体的加入也一定程度上破坏了聚酯大分子的规整性，致使软化点降低。为兼顾可纺性和吸湿排汗效果，石墨烯改性异形涤纶长丝的纺丝温度要低于常规涤纶，纺丝温度在280～282°C，无油丝粘度控制在0.06dL/g。石墨烯粉体在纺丝熔体中属于杂质，会影响过滤器和组件的使用周期。若过滤精度过高，会缩短预过滤器的使用周期，若过滤精度过低，又会缩短组件周期。为保证平稳生产，组件压力不能升高过快，同时兼顾熔体流变性能对异性度的影响，采用过滤精度为30um,组件起始压力为12.0～13.0MPa，熔体的流变性能好，无飘丝断头等现象。异形纤维比表面积大，在纺丝及后加工过程中与设备接触所产生的摩擦力大，易造成毛丝，因此，考虑石墨烯改性聚酯母粒添加量、纤维异性度及后纺的可加工性等诸多因素，为保证产品质量和后加工平稳性，纺丝速度控制在2700～2800m/min，纤维断裂伸长控制在130%左右为宜。石墨烯改性纤维可纺性良好，可与各类纤维混纺或交织，同时保留石墨烯的低温远红外、抑菌、防静电等功能。

石墨烯的优点是能赋予复合材料优良的力学、电学、热学、防辐射、抑菌等功能特性，具有远红外功能，对6~14μm远红外线的法向发射率达88%；具有抑菌功能，抑菌率达到99%；具有吸湿透气功能，吸收皮肤散发的湿气及汗液，使肌肤保持干爽；具有抗静电功能，低的表面电阻率能将静电荷迅速逸散，抑制和减少静电荷；还可以作为纳米增强多功能添加剂提高复合纤维的性能。缺点是石墨烯为黑色，无法实现靓丽颜色；材料中质量分数超过3%，会使织物强力降。在锦纶纤维中加入1%的功能化石墨烯，聚酰胺远红外辐照温升为1.6℃，提高了聚合物的防远红外功能。石墨烯梭织纤维由于石墨烯经过炭化为黑色，锦纶纤维添加石墨烯后，纤维也是黑色，因此在加工浅色及漂白色时，受到石墨烯锦纶纤维的影响HealthTex是一款面向比较好的应用的纺织材料，其性能完全媲美石墨烯改性纤维。苏南民用石墨烯复合涤纶长丝

将石墨烯按比例置入纤维中，可以赋予纺织产品远红外、持久抑菌、抗静电、防紫外、吸湿透气等性能。南方保暖石墨烯改性涤纶纤维

石墨烯可赋予材料优良的电学、热学性能，用作纺织材料多功能纳米添加剂时，可增强面料的防辐射、抑菌、远红外等功能特性，在纺织领域显示出巨大的应用优越性。锦纶具有机械强度高、耐热、耐磨损、耐化学溶剂等优点，利用石墨烯对锦纶进行改性，制成石墨烯改性锦纶纤维，既能保留锦纶的自身优点，又将石墨烯的优良性能引入到了纺织材料中。石墨烯改性锦纶纤维可与棉、木代尔、竹浆纤维等混纺或交织，使纤维性能得到优化与互补。例如与棉纤维交织时，面料同时具有石墨烯等抑菌、远红外性能，锦纶的强度与耐久性，棉纤维的吸湿透气性。南方保暖石墨烯改性涤纶纤维

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