江苏防静电石墨烯复合锦纶纤维

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。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。江苏防静电石墨烯复合锦纶纤维

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。苏南多功能石墨烯复合涤纶短纤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。

石墨烯改性面料的产品设计主要受到纤维的两个因素影响。一是纤维颜色，石墨烯改性纤维本身呈现深灰色，无法通过前处理来漂去颜色，因而限定了成品面料的呈现效果。二是舒适性，石墨烯改性合成纤维化纤感强，对成品面料手感有一定影响，同时考虑其功能性的实现要求，石墨烯改性纤维尽量贴肤，以便于消费者直观感受功能效果。因此，研发石墨烯改性面料主要以深色为主，以覆盖石墨烯本身色泽为前提，或将石墨烯改性纤维本身作为面料的点缀色；织物组织结构以经纬纱异面分布的组织或双面组织为主，织物里层主要为石墨烯改性纤维，织物外层主要为棉纱或其他纤维，既有利于突破纤维颜色的限定，增加成品面料的颜色选择性，又在不影响服用功能性的前提下降低了成本。

石墨烯的电学、力学、热学等性能优异。采用传统纺丝液为基体，添加稳定分散的石墨烯悬浮液制备低石墨烯含量复合纤维，可有效解决高纯度石墨烯纤维可纺性差的问题，为生产性能优良的耐久性石墨烯功能纺织品奠定基础。经研究表明，石墨烯复合纤维的力学性能、电学性能以及光学性能都十分优异，具有远红外、抗静电、除菌等特殊性能。目前针织毛呢的生产设计以美观性、抗皱、易护理等方面为主，随着人们观念的转变，轻薄、时尚、功能多样的毛呢面料开发成为行业发展的一大方向。人们不仅希望衣物保暖，同时希望摒弃传统毛呢服装的臃肿和厚重，穿着更加舒适，这就要求毛呢面料不仅轻薄，还要有一定的保暖性能。另外，当天气干燥时服装易产生静电，特别是化纤类服装，这样的静电会影响人的机体生理平衡，干扰人的情绪等。多功能性的轻薄毛呢面料亟待设计与开发。从以上可看出，石墨烯复合纤维具有优异的远红外等性能，能够指导轻薄且保暖的针织毛呢的开发。另外，石墨烯复合纤维的良好电学性能可以降低针织毛呢产品静电对人体的伤害，同时除菌性能又使得针织毛呢更加健康、卫生。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。

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。在不断寻求创新的纺织纤维领域，石墨烯的出现，为其进一步发展提供了新的动力。苏南多功能石墨烯复合纤维

应用石墨烯改性纤维开发纺织面料，要准确把握其特性，使其具有石墨烯某一种或几种功能特质。江苏防静电石墨烯复合锦纶纤维

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。江苏防静电石墨烯复合锦纶纤维

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