一种聚合物接枝石墨烯的宏观纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚合物接枝石墨烯的宏观纤维制备方法。用原位聚合的方法，制得乙烯基聚合物接枝的石墨烯，加入溶剂配制成质量百分含量为1-20%的纺丝液溶胶，将其转入纺丝装置中，将纺丝液从纺丝头中连续匀速挤出，进入凝固液，凝固后的初级纤维经真空干燥得到聚合物接枝石墨烯的宏观纤维。本发明纺丝工艺简单，室温操作，不用强腐蚀性试剂，过程绿色环保，所得聚合物接枝石墨烯的宏观纤维力学性能优异，有较好的韧性，可编织成纤维布，也可与其它纤维混编成各种织物等。制备的纤维经还原可导电，且具有优异的力学性，可在多个领域代替碳纤维使用。

主权项

一种聚合物接枝石墨烯的宏观纤维的制备方法，其特征在于它的步骤如下：1）在反应瓶中加入1重量份的石墨原料，100重量份硫酸，5重量份过硫酸钾和0.5~5重量份五氧化二磷，在25~100℃下搅拌反应1~10小时，冷却到室温后，用去离子水稀释，以滤膜抽滤，用去离子水反复洗涤滤饼多次至中性，自然干燥10~50小时得到插层石墨；在反应瓶中加入1重量份所得的插层石墨产物，100重量份硫酸和0.5~10重量份高锰酸钾，在‑10~50℃下搅拌反应0.1~10小时后，加入2000重量份的去离子水和0.1~10重量份双氧水搅拌0.1~10小时，以滤膜过滤，用去离子水反复洗涤滤饼至中性，自然干燥得到初步氧化石墨；在反应瓶中加入1重量份所得的初步氧化石墨产物，1~100重量份硫酸，0.5~10重量份高锰酸钾在‑10~50℃下搅拌反应0.1~10小时，加入10~2000重量份的去离子水和0.1~10重量份双氧水搅拌0.1~10小时，以滤膜过滤，用去离子水反复洗涤滤饼至中性，自然干燥得到氧化石墨烯； 2）在反应瓶中加入1重量份氧化石墨烯于10～1000重量份的溶剂中，以0~50KHz的超声处理0.1小时，加入10～1000重量份的乙烯基单体，0.01～10重量份的引发剂，氮气保护，55~90 ℃，反应1.5～60个小时，洗涤3～4次，加入溶剂，制得质量百分含量为1～20%纺丝浆液；3）纺丝浆液以1 ～100mL/h的挤出速度通过直径为5~5000μm的纺丝毛细管，于凝固液中停留1～200s凝固成丝，洗涤，30~100摄氏度真空干燥2~24小时，得到聚合物接枝石墨烯的宏观纤维。