聚酰胺6-石墨烯量子点/碳纳米管防静电纤维及制备

摘要

一种聚酰胺6-石墨烯量子点/碳纳米管防静电纤维及制备，该方法利用石墨烯量子点的分子模板效应，先与碳纳米管复合形成自组装三维网状结构，再与PA6织态结构间形成位错效应，构建导电通路，在不损失PA6纤维力学性能的情况下提高导电性能，同时实现PA6纤维导电性能和力学性能的提升。而且，由于石墨烯量子点和碳纳米管的复合及其自组装三维网状结构，提高了电子在其中的传输效率，加入少量GQD/CNT可提高纤维的导电性，同时提高其透明度，有利于纤维制备过程中的染色等处理工艺。通过传统成熟的PA6熔体纺丝工艺制备了拉伸强度为0.52～0.81GPa，线电阻在10⁶量级的强度高导电性好的PA6-GQD/CNT复合纤维，可用于抗静电服、针刺地毯、过滤毡、工业用非织造布、医疗用品等。

主权项

一种聚酰胺6‑石墨烯量子点/碳纳米管防静电纤维制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：第一步，石墨烯量子点/碳纳米管(GQD/CNT)复合材料的制备(1)取石墨烯量子点0.1～1重量份、分散剂0.1～1重量份，溶于48～49.8重量份的去离子水中，经分散，得到均匀分散的石墨烯量子点分散液；所述石墨烯量子点的石墨片层为1～3层、尺寸为10～100nm；(2)在(1)中加入碳纳米管0.1～1重量份、分散剂0.1～1重量份、去离子水48～49.8重量份，经分散、离心、过滤，得到均匀分散的GQD/CNT混合液；所述碳纳米管为单壁及多壁碳纳米管，直径2～20nm，长度为0.1～2μm；所述分散操作为超声波或高压均质分散，采用超声波细胞破碎仪，其功率1000～4000W；或采用超高压均质机，其功率为2500W；(3)将上述GQD/CNT混合液经真空抽滤、真空干燥后得到GQD/CNT复合材料粉末；所述真空抽滤时间为0.5‑2h，真空干燥温度为60‑100℃，干燥时间为0.5‑2h；第二步，聚酰胺6‑石墨烯量子点/碳纳米管(PA6‑GQD/CNT)母粒的制备(1)取己内酰胺79～97.5重量份、上述GQD/CNT复合粉末2‑20重量份，加入引发剂0.5～1重量份，搅拌、超声分散，配制成己内酰胺‑GQD/CNT混合物；所述引发剂为6‑氨基己酸、丁酸、磷酸中的一种；所述分散剂为(a)～(c)中表述的任意一种情况：(a)聚氧乙烯醚类或酯类非离子活性剂，(b)磺酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐或亚磷酸盐类阴离子活性剂，(c)氨基酸类、咪唑类、氧化胺类两性活性剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；(2)将上述混合液经预聚合、聚合、造粒、洗涤、真空干燥等步骤，制得PA6‑GQD/CNT母粒；所述预聚合温度为150‑200℃，时间为1‑3h；聚合温度为250‑270℃，时间为10‑30h；真空干燥温度为60‑100℃，干燥时间为2‑5h；第三步，熔体纺丝(1)将上述PA6‑GQD/CNT母粒1～10重量份、纯聚酰胺6约10～20重量份加入螺杆挤出机中熔融共混后挤出，制成切片；(2)采用普通熔体纺丝机进行熔体纺丝，制备PA6‑GQD/CNT复合纤维；所述熔体纺丝过程中纺丝温度为220～280℃；根据用途不同，对PA6‑GQD/CNT复合纤维进行上油、卷曲和/或切断。