苏南高性能石墨烯改性锦纶纤维

近年来，随着对石墨烯改性纤维不断的深入研究，石墨烯改性纤维在纺织领域也获得到了大面积的研究应用，特别是在功能纺织品研究方面展现出勃勃生机，其导热性、抑菌性、导电性、远红外性能、防紫外性能及电磁屏蔽性能得到大面积认可，各种功能性纺织品也不断涌现在消费者面前。石墨烯具有极高导热系，单层石墨烯的导热系数可达5300W/mK，甚至有研究表明其导热系数高达6600W/mK。与纯石墨烯相比，氧石墨烯的导热导率相对较低(0.14～2.87W/mK)。石墨烯改性纤维具有优异的抑菌性能，用其制成的织物，就是抑菌织物。石墨烯基本没有细胞毒性，相对于传统的抑菌整理剂，因此石墨烯改性纤维更适合与人体皮肤直接接触。石墨烯结构非常稳定，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优良的导电性。石墨烯的这种优良的导电性能应用到纺织品上得到优异的抗静电或者导电织物。石墨烯与传统纺织纤维材料复合改性的结合方式明显拓展了石墨烯在纺织领域的应用空间。苏南高性能石墨烯改性锦纶纤维

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。江苏江南民用石墨烯复合锦纶纤维石墨烯改性纤维是由石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料。

石墨烯优异的物理化学性能，逐步成为纺织领域的研究热点，其被应用于功能纤维及智能纺织领域，比如抑菌性纤维织物、远红外纤维以及智能服装等。随着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。而石墨烯制备工艺的不断完善与简化，将使石墨烯得到更大面积地推广与应用。石墨烯改性纤维的制作方式主要是在纺丝过程中加入石墨烯的方式来完成的。通过加入石墨烯，赋予纤维防紫外线、保暖保温、抑菌防臭等功能。目前用于改性的纤维主要包括聚酯纤维、聚酰胺纤维和纤维素纤维。

石墨烯织物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。石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外线、抑菌、特殊防护和智能织物等领域都有巨大的应用前景。为此可将石墨烯应用于高级功能性面料加工上，如制备抑菌类保健织物，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，而且能保证抑菌效果会持续有效。目前市场上已有将石墨烯材料掺入高分子粉料中，通过现有纤维工厂进行熔融纺丝，生产出具备石墨烯多种功能的石墨烯复合纤维，如石墨烯复合涤纶、锦纶、氨纶、腈纶等长丝制品。将石墨烯复合纤维与精梳棉纱交织的保健型交织绸衬衫面料，而这类面料可充分发挥石墨烯纤维具有较强的抑菌除菌、除臭吸附、低温远红外发热等多项功能，加之发挥棉纤维具有良好的服用舒适性，可实现衬衫面料的高级化与保健化。借鉴色织衬衫面料加工的一般原理，开发出低特精梳棉纱与石墨烯改性长丝交织绸这类保健型衬衫面料，可填补市场上此类产品的空白。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。

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。石墨烯无机粉体具有优异的片层二维取向性，因此通过进一步的拉伸，可以提高石墨烯改性纤维的整体取向性。苏南高性能石墨烯改性锦纶纤维

石墨烯改性纤维不仅让服装更美观实用，而且还为服装智能化提供了材料基础。苏南高性能石墨烯改性锦纶纤维

采用石墨烯改性涤纶长丝与精梳棉纱交织的床品面料，可充分发挥石墨烯涤纶纤维比较强的抑菌、除臭吸附、低温远红外发热等多项功能与涤纶本身具有的独特保形性、加之发挥棉纤维的吸湿性、舒适性及良染色性、以实现床品面料的多功能性与持久性、填补市场上此类产品的空白。精梳棉与石墨烯改性涤纶长丝交织多功能床品面料后整理时、须考虑到石墨烯改性涤纶长丝由于石墨烯的加入，同普通涤纶性能完全不同，在后整理时应对产品特点，合理调整工艺参数，如烧毛温度不能过高，采用酶退浆、半丝光，定形中应严格注意温度和速的控制等措施，以减少对石墨烯涤纶纤维损伤，确保其特有保健功能不受影响。精梳棉与石墨烯改性涤纶长丝交织多功能床品面料的生产工艺独特且合理，工艺流程短，生产效率高，生产成本较低，工艺实施方便，产品质量稳定。苏南高性能石墨烯改性锦纶纤维

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