一种石墨烯改性兔毛纤维及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110373892A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910593198.1(22)申请日2019.07.02(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号(72)发明人张毅徐永富(51)Int.Cl.D06M11/74(2006.01)D06M13/342(2006.01)D06M10/02(2006.01)D06M101/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种石墨烯改性兔毛纤维及其制备方法(57)摘要本发明公开一种石墨烯改性兔毛纤维及其制备方法。使用浓度为0.03～0.05mol/L的L-半胱氨酸和质量分数为0.7％～0.9％(浓度为0.07～0.09mg/mL)，条件为超声功率80～100W，水浴温度70～80℃，处理时间50～70min对兔毛纤维进行超声处理，得到石墨烯改性兔毛纤维。由本发明提供的石墨烯改性兔毛纤维可以减少静电的产生，增加摩擦，纤维的抱合力和可纺性能得到很大提升。与其它纤维进行混纺(添加少许15～25％)，不仅保留兔毛纤维亲肤滑爽，透气透湿的优良特性，而且所制备的纺织品具有远红外保健、抗菌抑菌、消除静电、防紫外的功能特性。CN110373892ACN110373892A权利要求书1/1页1.一种石墨烯改性兔毛纤维的制备方法，该制备方法包括以下工艺步骤：(1)溶液的制备L-半胱氨酸混合溶液的制备：取L-半胱氨酸溶于去离子水中，配制0.03～0.05mol/L浓度的L-半胱氨酸溶液，使用磁力搅拌器转速为20转/s，搅拌约五分钟，使L-半胱氨酸固体充分溶解，备用；氧化石墨烯与L-半胱氨酸混合溶液的制备：取5g/L的氧化石墨烯溶液(根据质量分数不同，加入体积相应变化)，加入备用的0.03～0.05mol/L的L-半胱氨酸的溶液至500mL；(2)石墨烯改性兔毛纤维的制备兔毛纤维预处理工艺：兔毛纤维表面含有较多的杂质，首先对其进行洗毛预处理，除去表层的油脂和天然杂质，在标准环境下，使用去离子水处理兔毛纤维一小时，其中Na2CO3的浓度为0.06～0.08mol/L，浴比为80∶1～120∶1，处理完毕后用去离子水清洗干净，85～95℃烘干；改性与接枝处理工艺：取浴比为180∶1～220∶1的预处理兔毛纤维，放入盛有浓度为0.03～0.05mol/L的L-半胱氨酸的溶液和质量分数为0.7％～0.9％(浓度为0.07～0.09mg/mL)的氧化石墨烯溶液的锥形瓶中；超声处理工艺：选择超声功率80～100W，水浴温度70～80℃，处理时间50～70min对兔毛纤维进行超声处理；后处理工艺：使用无水酒精对处理完成的石墨烯改性兔毛纤维进行清洗，后在65～75℃的烘箱里进行烘干处理，得到石墨烯改性兔毛纤维。2CN110373892A说明书1/6页一种石墨烯改性兔毛纤维及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及为一种石墨烯改性兔毛纤维及其制备方法，属于纺织领域。背景技术[0002]兔毛是一种天然特种动物纤维，本身富含多种氨基酸，含有大量的-NH2与-COOH官能团。兔毛纤维手感柔软、质轻蓬松、风格别致、保暖性和吸湿性好，耐酸不耐碱，与皮肤接触时会产生轻、柔、软、滑的亲肤感，但兔毛纤维表面为单向性的鳞片，纤维强度低，表面摩擦性能差，卷曲度小，纤维之间存在静电，抱合性能差，导致其在纺纱过程中有很大的困难。目前解决此类问题的方法有混纺法，表面改性法，梳理设备改进法等。就其本身性能来讲，兔毛纤维不具有高度的抗菌抑菌性、防护紫外线、远红外保健等功能特性，因此限制了其部分应用，功能性的兔毛纤维势必会进一步拓宽了兔毛纤维的应用范围和市场应用。[0003]石墨烯是一种新型碳纳米轻质材料，具有独特的单原子层二维晶体结构、高比表面积，高的强度、电导率、热导率，对各类光线的吸收效率高、遮蔽效果理想。石墨烯本身的分散性较差，因此常用氧化石墨烯进行处理，然后使用氧化还原法来获取石墨烯。氧化石墨烯其表面含有丰富的含氧官能团，平面上含有-OH和C-O-C，而在其片层边缘含有C＝O和-COOH官能团。与石墨烯相比，氧化石墨烯有十分良好的亲水性和表面活性，能被小分子、或其他聚合物插层、剥离，且比表面积大、导电性好和力学性能优异，氧化石墨烯在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。[0004]半胱氨酸属于氨基酸，有L和D两种构象，在自然界中存在的是人工合成L游离的L-半胱氨酸，是一种具有生理功能的氨基酸，是20多种氨基酸中具有还原性基团巯基(-SH)的氨基酸，易被空气中的氧和碱性物质氧化。L-半胱氨酸作为一种还原剂，在一定条件下，其结构中的巯基(-SH)，打开兔毛蛋白大分子之间的二