一种石墨烯增强聚合物多孔海绵纤维的制备方法

摘要

本发明提供一种石墨烯增强聚合物多孔海绵纤维的制备方法，其特点是：将一定浓度的氧化石墨烯溶液进行超声处理，得到分散均匀的氧化石墨烯溶液，再将聚合物在溶剂中溶解，得到一定浓度的高聚物溶液，再将分散好的石墨烯溶液加入到聚合物溶液中，边搅拌边加入，得到石墨烯-聚合物共混纺丝溶液，利用湿法纺丝设备，将共混纺丝溶液通过喷丝头喷入到凝固浴中成纤，经水洗后，还原，再水洗后，迅速将湿态的纤维进行冷冻干燥或超临近干燥，得到石墨烯增强聚合物多孔海绵纤维。工艺简单，成本低，适合大规模生产，纤维具有强度高、抗静电性能好、弹性高、密度小、比表面积大等优点，可应用于纺织领域制备保暖性织物，也可用于环境保护领域进行水处理等。

主权项

一种石墨烯增强聚合物多孔海绵纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）室温条件下，将质量浓度为3%的氧化石墨烯溶液在25Hz的低频处理0.8h，得到分散均匀的氧化石墨稀溶液；将一定量的聚丙烯腈溶解于一定浓度的DMF溶液中，得到聚丙烯腈溶液；将分散均匀的氧化石墨烯溶液加入聚丙烯腈溶液中，其中氧化石墨烯在混合溶液中的含量为8%，边搅拌边缓慢加入，待完全加入后继续搅拌5h，得到混合均匀的氧化石墨烯‑聚丙烯腈共混纺丝溶液；（2）将氧化石墨烯‑聚丙烯腈共混纺丝溶液进行静置脱泡9h，转入湿法纺丝设备，利用孔径为0.08mm喷丝头将纺丝溶液喷入到凝固浴中凝固成纤维，凝固浴为水和N,N‑二甲基乙酰胺的混合溶液，纤维成型后经水洗，得到中间产物湿态氧化石墨烯‑聚丙烯腈共混纤维；（3）选取质量浓度为8%的甲基肼为还原剂，按照浴比为1：20的比例称取湿态氧化石墨烯‑聚丙烯腈共混纤维，在50℃条件下还原0.8h，水洗后得到湿态石墨烯‑聚丙烯腈共混纤维，将湿态石墨烯‑聚丙烯腈共混纤维进行超临界干燥，得到石墨烯‑聚丙烯腈多孔海绵纤维；（4）本方法得到的石墨烯‑聚丙烯腈多孔海绵纤维，纤度为4.44dtex，干态断裂强度为5.6cN/dtex, 质量比电阻为1.2×10⁶Ω·g/cm²，密度为0.08g/cm³。