南方多功能石墨烯改性涤纶长丝

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。石墨烯优异的电化学性能将使石墨烯改性纤维在多功能智能纺织品的应用得到极大的的发展。南方多功能石墨烯改性涤纶长丝

石墨烯是新世纪来比较受关注的新材料之一，因其具有超高的比表面积、优异的力学性能、高导电率、高导热率、阻燃性和高阻隔性而在诸多领域具有广泛应用前景。但对于连续纺丝而言，石墨烯强烈的团聚性会在纤维中形成缺陷，使得纺丝过程断丝、毛丝的现象增多。因而很多研究就是抑制石墨烯的堆叠，如采用氧化石墨烯聚合，进行表面改性或者加入分散剂。比如将石墨烯粉体和pet进行熔融共混挤出造粒，再进行纺丝。但是常规石墨烯粉体均是由多层石墨烯堆叠而成，而这种堆叠无法在螺杆挤出的混合作用下分离，进而严重影响可纺性和连续性。或者将氧化石墨烯进行改性，干燥后再和pet进行共混造粒，并纺丝，虽然对氧化石墨烯改性有效降低了团聚，但是干燥后的改性粉体中石墨烯的团聚无法在熔融挤出的过程中解离，会导致纺丝板堵塞以及断丝现象。再或者用硅烷偶联剂对石墨烯进行处理，再和pet进行共混挤出。偶联剂能提高石墨烯和pet的相互作用，但是无法改变石墨烯堆叠的状态，纺丝的效果仍不好。综上，现阶段石墨烯改性涤纶纤维的制备始终无法从根本上解决石墨烯的堆叠问题，因而极大限制了高速、连续纺丝。江南民用石墨烯复合锦纶短纤石墨烯改性纤维具有广谱除菌、持久性、天然性，不会形成耐药性，具有良好的生物兼容性。

采用共混改性的方法,先以石墨烯粉体与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共混挤出制备石墨烯母粒,再以石墨烯母粒和PET切片共混纺丝制备石墨烯改性PET纤维,研究了石墨烯粉体在石墨烯母粒中的过滤性,以及石墨烯添加量对改性PET纤维的机械性能、取向度以及抗静电性能的影响.结果表明:石墨烯粉体在母粒中质量分数为5.0％时具有较好的过滤性能;石墨烯的引入会降低PET纤维的强度,但随着石墨烯粉体添加量的增加,可以增强改性PET纤维的力学性能,同时可以提高纤维的整体取向性和抗静电性能,且拉伸倍数的增加也可以有效地提升改性PET纤维的抗静电性能;在石墨烯粉体质量分数为1.0％、纤维经3.8倍拉伸时,石墨烯改性PET纤维的断裂强度为2.8cN/dtex,断裂伸长率为46.2％,取向因子为0.92,体积比电阻为3.29×107Ω·cm.

纺织品抑菌机理：1、影响细菌细胞内代谢酶的活性；2、阻止细菌DNA复制与合成，阻碍孢子生长；3、与蛋白质反应，破坏细胞壁的合成。可利用抑菌材料改性普通纤维，将改性纤维纺纱后织成织物。石墨烯不仅具有导电性、导热性，还具有低温远红外功能和较强的抑菌性能。石墨烯改性纤维具有石墨烯的广谱抑菌性，其抑菌机理为：1、石墨烯通过破坏或氧化细胞内的结构或组分来扰乱微生物代谢性能；2、大量聚合的片层石墨烯把细胞包裹起来使其与外界环境隔离无法吸收营养，从而抑制细菌生长；3、其锋利的边缘对细菌进行物理切割，破坏了细菌的细胞膜从而达到抑菌作用；4、通过大规模直接抽提细胞膜上的磷脂分子来破坏细胞膜从而杀死细菌。石墨烯改性涤纶纤维毛粒较多，导电性较强，具有良好的可纺性。

在石墨烯添加量较低时，随着石墨烯含量的增加，纤维的强度提高。在添加石墨烯粉体质量分数为1.0%、纤维经3.8倍拉伸后，石墨烯改性纤维的断裂强度为2.8cN/dtex,断裂伸长率为46.2%。石墨烯粉体的加入提高了纤维整体的取向性，有利于提高纤维抗静电性能，在纤维高倍拉伸过程中石墨烯的取向度越高。在相同的石墨烯粉体含量条件下，提高石墨烯改性纤维的拉伸倍数，可以有效地提升纤维的抗静电性能。在添加石墨烯粉体质量分数为1.0%，经3.8倍拉伸后，石墨烯改性纤维的取向因子为0.92，体积比电阻为3.29*107Ω·cm。目前用于石墨烯改性的纤维主要包括聚酯纤维、聚酰胺纤维和纤维素纤维。江南保暖石墨烯复合锦纶纤维

石墨烯具有除菌性，且对细胞基本无毒性，并能起到保护皮肤的作用，使其免受细菌的侵害。南方多功能石墨烯改性涤纶长丝

石墨烯改性纤维的抑菌机理是石墨烯可以破坏细菌的细胞膜，导致胞内物质外流达到抑菌效果，使纺织品拥有的抑菌性能，对常见细菌的抑菌达到90%以上。纳米级的石墨烯本身是连成一串的碳原子，就像一层很薄很密实的布。它们对付细菌的方式有3种：第一种是直接砍，由于石墨烯是纳米级的，而细菌是微米级，前者比后者小1000倍，石墨烯就如同一把很锋利的刀，直接把细菌砍死；第二种是饿死细菌，纳米级的石墨烯可以像布一般将细菌严密地包裹起来，使细菌吸收不到营养，活活饿死；第三种是缓慢消亡，由于石墨烯太小，细菌会将石墨烯吞进“肚”里，就像人吃了异物会拉肚子不舒服，导致细菌慢慢消亡。石墨烯改性纤维抑菌效果达到抑菌针织内衣国家标准3A级以上，而且其性能在多次洗涤后抑菌效果不衰减。南方多功能石墨烯改性涤纶长丝

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