南方民用石墨烯复合涤纶短纤

石墨烯是一种新型纳米材料，它结构独特、性能优异，是目前发现的比较特别的二维自由态原子晶体，被称为“奇迹材料”。单纯的石墨烯纤维达不到可纺要求，而利用涤纶、锦纶、腈纶等与石墨烯复合制备出的石墨烯复合纤维，不但具有普通纤维的基本功能，而且还拥有石墨烯远红外、抑菌等独特的功能，在功能性纺织品中有广阔的应用前景。利用石墨烯复合纤维开发的秋冬季休闲服装面料，采用精梳棉、普通涤纶丝和石墨烯涤纶丝为原料，选用提花罗纹组织结构，经过抓毛等后整理，和克重接近但不含石墨烯复合纤维的同种面料相比，保暖性更好，符合消费者对秋冬季面料质轻、保暖的需求。石墨烯的加入可赋予尼龙产品新的特性，如导电、防紫外线、热稳定性提高等。南方民用石墨烯复合涤纶短纤

石墨烯改性功能面料:是由石墨烯改性纤维与其他纺织印染工艺结合。石墨烯改性功能面料的优势：石墨烯具有抑菌性,采用千分之几含量的改性石墨烯通过原位聚合工艺制取的尼龙和涤纶纤维材料,具有明显的抑菌性。石墨烯能吸收和辐射高达40%的远红外线，人体远红外线的吸收机制是通过人体组织的细胞分子中的碳-碳，碳-氢键，氧-氢键等的伸缩振动,其谐振波大部分在3-15微米,和远红外线的波长和振幅相同，引起共振共鸣。石墨烯加热发射的4-16微米远红外波,能有效生成身体细胞核酸蛋白质等生物分子等功能。服饰表面抗静电性能提高后，对于纺织品会造成一系列综合性能的提升,能将表电阻从1012提升到106，以人体皮表电阻一致。降低织物表面由于静电产生的长期聚集造成的灰尘粘附、污染物的粘附。经过检测，在模拟人体远红外波段的远红外辐照升温实验中，在实验时间内比其他面料升高了2.8左右（测试时环境温度为20）。所以适用于易归纳、轻盈便携和蓄热保暖为主打的轻型羽绒服、棉服。江苏江南防紫外线石墨烯改性锦纶长丝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。

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。

目前，关于石墨烯改性纤维材料的研究主要集中在石墨烯改性纤维的制备以及如何改善石墨烯改性纤维的力学性能，将石墨烯纳米片层优异的电学、热学和光学性能赋予宏观石墨烯改性纤维，而关于石墨烯改性纤维可纺性的研究较少。制备得到的石墨烯改性纤维虽然综合性能优异，但是，纤维可纺性较差，限制了石墨烯改性纤维在民用纺织服装领域的进一步开发利用。以普通纺丝原液为基体，通过添加石墨烯分散液制备石墨烯改性纤维不仅可以有效解决高纯度石墨烯纤维可纺性差的问题，而且石墨烯改性纤维具有优异的抑菌性能、防紫外性能和远红外性能等，在功能纺织品领域展示出良好的应用前景。针对目前石墨烯改性纤维外观多为单一黑色的问题，可以开发双层或多层织物，由2组及2组以上的经纱分别与2组及2组以上的纬纱进行交织，在组织结构上可以分成表层和里层2个层面或多个层面。利用各层之间的相对性，开发出色彩丰富，种类多样，具有特殊纹路效果的提花织物，如表里换层织物、接结双层织物、空气袋花纹织物、填芯凹凸纹织物和变层数多层织物等，实现石墨烯纺织品功能性和艺术性的完美结合。将石墨烯纳米粒子引入到聚合物纤维基体中，可以开发石墨烯改性纤维。

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。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。南方多功能石墨烯复合涤纶纤维

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。南方民用石墨烯复合涤纶短纤

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。南方民用石墨烯复合涤纶短纤

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