本發(fā)明屬于纖維領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

滌綸是合成纖維中的一個(gè)重要品種，是以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)為原料，經(jīng)紡絲和后處理制成的纖維。滌綸是世界上產(chǎn)量和用量最大的合成纖維，具有豐富的應(yīng)用方向，被大量用于衣料、床上用品、各種裝飾布料、國(guó)防軍工特殊織物等紡織品以及其他工業(yè)用纖維制品。社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)滌綸纖維的性能提出了許多新要求，滌綸的升級(jí)換代是目前發(fā)展的重要目標(biāo)。

引入增強(qiáng)材料是一種可快速規(guī)模生產(chǎn)，性?xún)r(jià)比高的方法，常規(guī)增強(qiáng)材料包括金屬材料(納米線、納米粒子)、無(wú)機(jī)填料(蒙脫土、二氧化鈦、二氧化硅、氮化硼等)和碳材料(炭黑、石墨等)。常規(guī)增強(qiáng)材料存在兩大缺陷，一方面需要很高添加量才能獲得令人滿(mǎn)意的效果，但高添加量伴隨著其他性能的下降，難以實(shí)現(xiàn)性能的全面提升，另一方面增強(qiáng)效果往往是單一的，不能同時(shí)對(duì)多個(gè)性能進(jìn)行提高。這些問(wèn)題導(dǎo)致常規(guī)增強(qiáng)材料的性?xún)r(jià)比偏低，不適合大規(guī)模推廣。

石墨烯是新世紀(jì)來(lái)最受關(guān)注的新材料之一，因其具有超高的比表面積、優(yōu)異的力學(xué)性能、高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率、阻燃性和高阻隔性而在諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。在復(fù)合材料領(lǐng)域，加入少量石墨烯可同時(shí)提高材料的多項(xiàng)性能，具有超高的性?xún)r(jià)比，這使其在復(fù)合材料方面得到廣泛研究。但對(duì)于連續(xù)紡絲而言，石墨烯強(qiáng)烈的團(tuán)聚性會(huì)在纖維中形成缺陷，使得紡絲過(guò)程斷絲、毛絲的現(xiàn)象增多。因而許多研究者努力抑制石墨烯的堆疊，如采用氧化石墨烯聚合，進(jìn)行表面改性或者加入分散劑。專(zhuān)利201510680473.5《一種石墨烯-滌綸納米復(fù)合纖維的制備方法》將石墨烯粉體和pet進(jìn)行熔融共混擠出造粒，再進(jìn)行紡絲。但是常規(guī)石墨烯粉體均是由多層石墨烯堆疊而成，而這種堆疊無(wú)法在螺桿擠出的混合作用下分離，進(jìn)而嚴(yán)重影響可紡性和連續(xù)性。專(zhuān)利201510688803.5《一種軍用抗熔滴抗靜電高強(qiáng)阻燃滌綸的制備方法》將氧化石墨烯進(jìn)行改性，干燥后再和pet進(jìn)行共混造粒，并紡絲，雖然對(duì)氧化石墨烯改性有效降低了團(tuán)聚，但是干燥后的改性粉體中石墨烯的團(tuán)聚無(wú)法在熔融擠出的過(guò)程中解離，會(huì)導(dǎo)致紡絲板堵塞以及斷絲現(xiàn)象。專(zhuān)利201610757032.5《石墨烯滌綸單絲》用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石墨烯進(jìn)行處理，再和pet進(jìn)行共混擠出。偶聯(lián)劑能提高石墨烯和pet的相互作用，但是無(wú)法改變石墨烯堆疊的狀態(tài)，紡絲的效果仍不好。綜上，現(xiàn)階段石墨烯基滌綸纖維的制備始終無(wú)法從根本上解決石墨烯的堆疊問(wèn)題，因而極大限制了高速、連續(xù)紡絲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)不足，提供一種石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：將100重量份的石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0～10重量份的助劑混合均勻后，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到。所述石墨烯/pet納米復(fù)合材料由單層石墨烯片和pet組成，石墨烯片表面與pet分子通過(guò)共價(jià)鍵相連。

進(jìn)一步地，石墨烯/pet納米復(fù)合材料由以下步驟制備進(jìn)行：

(1)通過(guò)霧化干燥法將尺寸為1～50微米的單層氧化石墨烯分散液干燥，得到褶球狀氧化石墨烯，其碳氧比為2.5～5；

(2)將100重量份對(duì)苯二甲酸、48～67重量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)；

(3)將步驟(1)得到的0.0117～5.85重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018重量份催化劑加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?～3h，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)的霧化干燥溫度為130～200℃。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中攪拌速度為140～200轉(zhuǎn)/分。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中催化劑為銻系催化劑，包括銻的氧化物、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中催化劑為鈦系催化劑，包括鈦的氧化物、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中催化劑為鍺系催化劑，包括鍺的氧化物、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物。

所述助劑由抗氧化劑、無(wú)機(jī)填充劑、增韌劑、光澤改善助劑中的一種或多種按照任意配比組成。

所述紡絲的溫度為270～290℃，卷繞速度為3000～5000m/min。

本發(fā)明的有益效果在于：(1)酯化完成后加入的褶球狀氧化石墨烯微球可逐步展開(kāi)、解離為單層片狀氧化石墨烯，在pet聚合過(guò)程中氧化石墨烯表面的羥基和羧基與體系中的pet分子發(fā)生反應(yīng)，使得pet分子鏈接枝于石墨烯表面，提高了兩者相容性，在降低堆疊的同時(shí)大幅降低了石墨烯的添加量，使得本發(fā)明方法具有高性?xún)r(jià)比。相比之下，在酯化階段就加入氧化石墨烯會(huì)使氧化石墨烯發(fā)生熱還原，隨著反應(yīng)進(jìn)行還原的石墨烯會(huì)逐步堆疊為團(tuán)聚體，既不利于性能的提升，又會(huì)由于團(tuán)聚體的存在而無(wú)法連續(xù)高速紡絲。(2)將氧化石墨烯在酯化后加入，避免了對(duì)第一步酯化過(guò)程的影響。對(duì)聚合過(guò)程而言，引入褶球狀氧化石墨烯對(duì)聚合工藝沒(méi)有產(chǎn)生明顯影響，因此本發(fā)明方法在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中更加合理，效率更高，成本更低。(3)加入石墨烯后復(fù)合材料可進(jìn)行高速連續(xù)化紡絲，所得纖維的防紫外性、阻燃性和導(dǎo)電率明顯提升。

附圖說(shuō)明

圖1是經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例1制備的石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維的照片。

圖2是經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例1制備的褶球狀氧化石墨烯的sem圖。

圖3是經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例1制備的石墨烯/pet復(fù)合材料的照片。

具體實(shí)施方式

制備石墨烯/pet復(fù)合板材的方法包括如下步驟：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到褶球狀氧化石墨烯。所述霧化干燥溫度為130～200℃。所述褶球狀氧化石墨烯由單層褶皺氧化石墨烯片組成，氧化石墨烯片的尺寸為1～50微米，碳氧比為2.5～5；(2)將100重量份對(duì)苯二甲酸、48～67重量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；(3)將步驟(1)得到的0.0117～5.85重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018重量份催化劑加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?～3h，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。所述攪拌速度為140～200轉(zhuǎn)/分。所述催化劑為銻系催化劑，包括銻的氧化物、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物。所述催化劑為鈦系催化劑，包括銻的氧化物、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物。所述催化劑為銻系催化劑，包括鍺的氧化物、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物；(4)將100重量份的石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0～10重量份的助劑混合均勻后，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞，即得到本發(fā)明石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。所述助劑由抗氧化劑、無(wú)機(jī)填充劑、增韌劑、光澤改善助劑中的一種或多種按照任意配比組成。所述紡絲的溫度為270～290℃，卷繞速度為3000～5000m/min。

將所得石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)紡織成織物，進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試。阻燃性測(cè)試通過(guò)45°方向燃燒速率試驗(yàn)進(jìn)行。紫外老化測(cè)試通過(guò)紫外燈365nm波長(zhǎng)下輻照2周后，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)測(cè)試。紫外防護(hù)系數(shù)(upf)值采用紫外分光光度計(jì)測(cè)試并計(jì)算得到。

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改變和調(diào)整均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為1～3微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，如圖1所示。所得褶球狀氧化石墨烯的sem圖如圖2所示，所得石墨烯/pet復(fù)合材料的照片如圖3所示。具體性能如表1，2所示。

實(shí)施例2：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為10～15微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，具體性能如表1，2所示。

實(shí)施例3：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為40～45微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，具體性能如表1，2所示。

實(shí)施例4：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為160℃，氧化石墨烯片的尺寸為10～15微米，碳氧比為5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.4質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，具體性能如表1，2所示。

實(shí)施例5：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為10～15微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的1.17重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.3質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，具體性能如表1，2所示。

實(shí)施例6：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為10～15微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的5.85質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet復(fù)合板材。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.5質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，具體性能如表1，2所示。

對(duì)比例1：

按照實(shí)施例1的方法制備pet，不同的是，制備過(guò)程中不添加褶球狀氧化石墨烯。性能如表1，2所示。

對(duì)比例2：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為0.3～0.7微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.3質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維，具體性能如表1，2所示。

對(duì)比例3：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為70～80微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，發(fā)現(xiàn)紡絲板有堵塞現(xiàn)象，紡出的絲連續(xù)性不好，出現(xiàn)斷絲的頻率高。

對(duì)比例4：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為220℃，氧化石墨烯片的尺寸為10～15微米，碳氧比為10；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.117質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，發(fā)現(xiàn)紡絲板有堵塞現(xiàn)象，紡出的絲連續(xù)性不好，出現(xiàn)斷絲的頻率高。

對(duì)比例5：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為130℃，氧化石墨烯片的尺寸為10～15微米，碳氧比為2.5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的9.36質(zhì)量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet復(fù)合板材。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0.2質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3600m/min。

經(jīng)以上步驟，發(fā)現(xiàn)紡絲板有堵塞現(xiàn)象，紡出的絲連續(xù)性不好，出現(xiàn)斷絲的頻率高。

表1實(shí)施例具體參數(shù)

表2實(shí)施例的具體性能

分析對(duì)比例1、對(duì)比例2、實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例3可以發(fā)現(xiàn)，在保持氧化石墨烯碳氧比和添加量不變的情況下，選擇合適的氧化石墨烯尺寸范圍可得到性能最優(yōu)的復(fù)合纖維。對(duì)比例2的氧化石墨烯的尺寸過(guò)小，本身不能作為有效的增強(qiáng)材料，而對(duì)比例3的氧化石墨烯尺寸過(guò)大，在加入聚合體系中后不能有效展開(kāi)為片狀氧化石墨烯，只能作為褶球形填充體對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行增強(qiáng)，導(dǎo)致材料的可紡性和連續(xù)性明顯下降。而在1～50微米的尺寸范圍內(nèi)，隨著尺寸增加，氧化石墨烯能更加有效地起到增強(qiáng)作用。

分析對(duì)比例1、實(shí)施例2、實(shí)施例4、對(duì)比例4可以發(fā)現(xiàn)，碳氧比增大，復(fù)合纖維的各項(xiàng)指標(biāo)均上升，這是由于碳氧比上升，石墨烯的缺陷少，本身的性能更優(yōu)，從而使復(fù)合材料的表現(xiàn)更好。但是碳氧比不能過(guò)高，否則氧化石墨烯片間的結(jié)合力過(guò)強(qiáng)，聚合時(shí)仍保持堆疊狀態(tài)，堵塞紡絲孔，難以連續(xù)生產(chǎn)(對(duì)比例4)。

分析對(duì)比例1、實(shí)施例2、實(shí)施例5、實(shí)施例6、對(duì)比例5可以發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯的加入量增大，復(fù)合纖維的力學(xué)性能、防紫外性能和阻燃性能均明顯上升。加入過(guò)多氧化石墨烯后，還原過(guò)程中石墨烯發(fā)生劇烈堆疊，形成團(tuán)聚體，降低了可紡性(對(duì)比例5)。

實(shí)施例7：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為200℃，氧化石墨烯片的尺寸為20-30微米，碳氧比為5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.0117重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料和10質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為280℃，卷繞速度為3000m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維性能良好。

實(shí)施例8：

(1)通過(guò)霧化干燥法將單層氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球，霧化溫度為200℃，氧化石墨烯片的尺寸為20-30微米，碳氧比為5；

(2)將100質(zhì)量份對(duì)苯二甲酸、53質(zhì)量份乙二醇、0.02質(zhì)量份醋酸鈉充分混合攪拌，在250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)至無(wú)水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.0117重量份褶球狀氧化石墨烯，與0.018質(zhì)量份乙二醇銻加入步驟(2)得到的酯化產(chǎn)物中，保溫?cái)嚢?h，攪拌速度為140轉(zhuǎn)/分，之后升溫至285℃并抽真空，反應(yīng)進(jìn)行至體系不再放熱，水冷切粒得到石墨烯/pet納米復(fù)合材料。

(4)將100質(zhì)量份石墨烯/pet納米復(fù)合材料，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、卷繞得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維。擠出溫度為285℃，卷繞速度為4800m/min。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的阻燃防紫外滌綸纖維性能良好。