本發(fā)明屬纖維改性技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，特別是涉及一種采用氧化石墨烯納米微粒制備具有永久且優(yōu)良的抗靜電性能的聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，普通聚丙烯腈纖維大分子結(jié)構(gòu)上帶有大量疏水基團，吸濕性差，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回潮率僅2.0％。纖維的體積比電阻率為10¹³-10¹⁴ω·cm，電絕緣性能較強，極易在纖維加工和織物使用過程中產(chǎn)生靜電。因此，在干燥環(huán)境下，一旦帶上靜電便較難消除，不僅給生產(chǎn)、使用帶來麻煩，積聚灰塵，更重要的是靜電放電產(chǎn)生的電磁輻射會對各種電子設(shè)備、信息系統(tǒng)造成電磁干擾；另外，靜電產(chǎn)生的放電火花在一些特殊場合可能導(dǎo)致空氣中存在的可燃性氣體燃燒或爆炸，從而成為引發(fā)火災(zāi)的危險源。

通常，將纖維的體積比電阻在10⁸-10¹⁰ω·cm定義為抗靜電纖維，而比電阻小于10⁷ω·cm則為導(dǎo)電纖維?？轨o電和導(dǎo)電聚丙烯腈纖維近年來有不少研究，歸納起來，主要通過聚合法、紡前共混法、與導(dǎo)電纖維共混法、纖維化學(xué)改性法、表面處理或涂層法等幾種途徑來制備。如cn1478928a、cn1172031c通過在紡絲凝膠態(tài)或紡前共混方法加入納米金屬氧化物(130nm)或抗靜電劑制備抗靜電纖維，所得纖維電阻率在10⁷～10⁹ω·cm；2011年第7期《合成纖維》王雅珍等發(fā)表的《聚丙烯腈聚苯胺復(fù)合纖維的制備及其抗靜電性能》通過接枝共聚法制備了比電阻為10⁸ω·cm的聚丙烯腈/聚苯胺復(fù)合纖維；cn103789863a通過聚合改性方法制備電阻率為10⁵～10⁹ω·cm的白色導(dǎo)電纖維；而cn104131467a則通過纖維浸漬苯胺方法制備腈綸導(dǎo)電長絲；cn105063788a通過化學(xué)鍍銀法得到導(dǎo)電纖維等等。采用上述方法存在的主要問題是以共聚法制備抗靜電纖維生產(chǎn)流程長，整個系統(tǒng)工藝改動大，纖維可紡性受影響。纖維化學(xué)改性法往往通過化學(xué)反應(yīng)在纖維上引入親水基團以提高纖維吸濕性，從而達到抗靜電效果，但此法批量小，處理成本高，且纖維的吸濕性受環(huán)境濕度影響，繼而也會影響到抗靜電性能的穩(wěn)定性。而采用紡絲共混纖維、凝膠態(tài)添加抗靜電物質(zhì)和后整理方法生產(chǎn)抗靜電纖維，又或者以導(dǎo)電纖維與普通纖維混紡法來制備，這些方法操作相對共聚法簡便，在實際生產(chǎn)中因而也較為常用，但是不利的是一方面受所添加抗靜電物質(zhì)自身導(dǎo)電特性和摻雜量的限制，譬如采用原液共混法時，抗靜電劑懸浮液的粒徑以及添加量受到限制，過高(如＞3～5wt％/t纖維)極易堵塞噴絲孔，造成斷絲，纖維物理機械性能下降，嚴(yán)重則紡絲周期縮短直至不可紡，因而纖維抗靜電性改善有限。另一方面，其中填充纖維微孔式或表面涂層式的方法，在后續(xù)使用時由于摩擦、洗滌的影響，抗靜電微粒與纖維大分子本體的結(jié)合牢固度下降，表現(xiàn)出較差的抗靜電耐久性。另外，纖維共混法也容易因兩種或多種纖維力學(xué)性能存在差別，從而影響共混纖維的后加工通過性能，繼而影響紗線及織物的品質(zhì)。

近年來，石墨烯及其衍生物因其特殊的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能，成為材料、生物醫(yī)學(xué)等多個行業(yè)的研究熱點。其中，結(jié)合石墨烯的優(yōu)異性能來開發(fā)多功能纖維新品種的相關(guān)研發(fā)工作也在進行中。目前，在已公開報道的文獻中，石墨烯及其衍生物纖維的制備，以及石墨烯在復(fù)合材料等方面的應(yīng)用研究引起重點關(guān)注。不過，石墨烯在纖維加工過程中的應(yīng)用開發(fā)相對薄弱，主要還是通過接枝共聚法、紡前原液共混法、纖維共混法為主，利用石墨烯優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)性能來實現(xiàn)纖維的改性。如青島大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版)第31卷第1期郭壘等的《氧化石墨烯改性海藻酸纖維的結(jié)構(gòu)和性能研究》中以原液共混的方法添加了5wt％的氧化石墨烯，使改性纖維實現(xiàn)較好的阻燃效果。蘇州大學(xué)的石文俊關(guān)于《石墨烯增強尼龍6纖維的研究》是通過接枝共聚方法使尼龍6的力學(xué)性能得到提高。而在纖維電學(xué)性能改性方面，cn103966844b、cn201610474978.0、cn201610557634.6、cn2001620044950.9等專利均是以石墨烯纖維與預(yù)處理后大麻、亞麻等纖維混紡獲得共混纖維導(dǎo)電性的提高，電阻率一般可達到10³-10⁵ω·cm，但處理過程繁瑣、且石墨烯纖維價高色黑，石墨烯纖維添加最高比例可達10％，由此將不可避免對織物后續(xù)應(yīng)用成本和色澤產(chǎn)生影響。而在以石墨烯及其衍生物改性聚丙烯腈纖維方面，則較多文獻關(guān)注于復(fù)合纖維的增強、抗紫外、抗菌功能的研究，以石墨烯改性聚丙烯腈纖維獲得抗靜電性方面的報道較少。cn102586922b介紹了一種通過共聚法制備石墨烯/聚丙烯腈導(dǎo)電改性纖維的方法，其存在的問題與之前所述通過共聚法改性的缺陷一致。事實上，由于純石墨烯分散性差問題，使其通過紡前共混制備受到一定局限。作為三大綸之一的聚丙烯腈纖維在服用領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛，而其極強的靜電也是生產(chǎn)商和用戶困擾已久的問題，因此，采用一種相對簡便的方法以石墨烯及其衍生物改性聚丙烯腈并獲得永久抗靜電性能是一項極為有意義的研究內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀，從滿足聚丙烯腈纖維的安全服用要求出發(fā)，提供一種以石墨烯及其衍生物為抗靜電物質(zhì)，來制備具有永久且優(yōu)良抗靜電性能的聚丙烯腈纖維。本發(fā)明涉及在普通聚丙烯腈供紡原液(以下稱pan1)中加入一定比例的第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯的丙烯腈共聚原液(以下稱pan2)共混，并利用氧化石墨烯(以下稱go)具有良好的親水性、較高的比表面積，在水溶液中分散性良好的特性，配制穩(wěn)定的go水溶液。再以go水溶液對水洗后熱牽伸前尚處于凝膠態(tài)的纖維進行浸漬、噴淋，制備go/聚丙烯腈抗靜電纖維，改性纖維的紡制不改變紡絲原有工藝條件。本發(fā)明與其他同樣利用聚丙烯腈凝膠纖維多微孔狀態(tài)進行紡絲過程抗靜電改性的不同之處在于：一方面羧基化go粉末水溶性好，可配成水溶液更便于進入微孔，利用纖維內(nèi)部與浸漬、噴淋液間的濃度差為驅(qū)動力，不斷向纖維內(nèi)部擴散、遷移。而其他文獻系利用抗靜電性納米微粒的懸浮液，聚丙烯腈濕紡凝膠纖維的微孔孔徑在幾納米至幾十納米，因而真正進入纖維內(nèi)部的含量有限；而且，pan2中第三單體甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯含有叔胺基和羰基，go也帶有大量羧基與部分羥基，親水性很好，對所改性纖維的抗靜電性也具有一定貢獻。另一方面，更重要的是，由于go含有豐富的含氧極性基團，且表面富含的吸電子性的極性官能團羧基易于與凝膠纖維組分pan2中給電子的甲氨基起強相互作用，形成配位共價鍵結(jié)合。因此，本發(fā)明兼具了物理吸附和化學(xué)鍵合作用，效果更佳，耐洗性大大提高，可實現(xiàn)永久抗靜電性效果。另外，根據(jù)實際應(yīng)用需要，若為獲得更高的抗靜電性或?qū)щ娦阅?，所得改性纖維還可以通過水合肼、維生素c、殼聚糖、葡萄糖溶液等反應(yīng)或微波干燥等方法進一步還原go，得到還原氧化石墨烯-聚丙烯腈復(fù)合纖維。

本發(fā)明的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，在聚丙烯腈紡絲原液中共混進第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯的丙烯腈共聚原液，在水洗工序與熱牽伸工序之間增加噴淋浸漬工序；

所述噴淋浸漬工序噴淋并浸漬go循環(huán)液；

所制備的石墨烯-聚丙烯腈纖維體積比電阻為10⁵～10⁸ω·cm；

將所述石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻維持10⁵～10⁸ω·cm。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指溫度在20℃，相對濕度在65％條件下。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯的丙烯腈共聚原液占共混后紡絲原液的5～30wt％。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述共混在70℃～80℃條件下進行。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述噴淋的流量為20～30m³/hr；所述go循環(huán)液的濃度為0.2～3.0wt％，所述go循環(huán)液溫度控制45～50℃。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述噴淋浸漬采用凝膠染色聚丙烯腈的在線染色機；所述go循環(huán)液用補加5.0～10.0wt％的go水溶液母液的方式保證濃度；所述go水溶液母液是將go粉末和去離子水混合攪拌制得。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述聚丙烯腈紡絲原液是指丙烯腈單體與其它第二共聚單體和/或第三共聚單體的共聚物溶液；所述其它第二共聚單體為丙烯酸、甲基丙烯酸或者它們各自的酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或者它們的各自的n-烷基取代物；所述第三單體為乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、對苯乙烯磺酸、衣康酸或者它們各自的金屬鈉鹽、鉀鹽或銨鹽中一種。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯的丙烯腈共聚原液是指丙烯腈單體與其它第二共聚單體和甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯(第三單體)的共聚物溶液；所述其它第二共聚單體為丙烯酸、甲基丙烯酸或者它們各自的酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或者它們各自的n-烷基取代物。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述聚丙烯腈紡絲原液和第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯的丙烯腈共聚原液的溶劑是聚丙烯腈纖維濕法紡所用無機溶劑或有機溶劑中的任何一種；其中無機溶劑包括硫氰酸鈉、氯化鋅、硝酸；有機溶劑包括二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、丙酮和碳酸乙二酯。而由于無機溶劑體系聚丙烯腈原液固含量低(＜15wt％)，成形纖維內(nèi)部微孔多，更利于紡絲過程添加劑擴散與遷移。因此，作為目前現(xiàn)存的最為成熟的聚丙烯腈纖維無機溶劑工業(yè)化生產(chǎn)工藝體系，優(yōu)選硫氰酸鈉溶液。

如上所述的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，所述石墨烯-聚丙烯腈纖維纖度為1.67～3.33dtex，斷裂強度為2.4～3.5cn/dtex，斷裂伸長率為33～45％。

本發(fā)明的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，依次具體包括以下步驟：

(1)共混原液配制

將所述第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯的丙烯腈共聚原液調(diào)溫至70℃～80℃，與生產(chǎn)的普通聚丙烯腈原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，所述pan2占所述共混聚丙烯腈原液的5～30wt％。

(2)go抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成5.0～10.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為0.2～3.0wt％，循環(huán)液溫度控制45～50℃，噴淋流量為20～30m³/hr。所述go粉末可以通過表面改性自制，也可市購。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

所述抗靜電劑改性工序為利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

有益效果

本發(fā)明的一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，采用普通紡絲方法制得。由本發(fā)明得到的聚丙烯腈纖維體積比電阻可達10⁵～10⁸ω·cm，不僅抗靜電性能優(yōu)良且耐久性好。不受纖維纖度的限制，力學(xué)性能良好，生產(chǎn)效率高。同時，根據(jù)纖維最終用途需要，更具備后續(xù)改性的靈活性。在后續(xù)生產(chǎn)加工時，還可以使富含氧化石墨烯的纖維通過水合肼、維生素c、殼聚糖、葡萄糖溶液反應(yīng)或微波干燥等方法進一步還原，將所含go的纖維中制備成還原氧化石墨烯纖維，從而進一步提高纖維的導(dǎo)電性能。

附圖說明

圖1為在線染色機的工作流程示意圖；

圖2為改性聚丙烯腈凝膠纖維與氧化石墨烯形成配位共價鍵示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在氯化鋅溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為91:8.5:0.5)配制的原液調(diào)溫至75℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸，第三單體為乙烯基磺酸，共聚配比為91.5:8.2:0.3)配制的原液兩者充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的5wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為9.5wt％，普通聚丙烯腈原液中固含量為10.5wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成5.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為0.2wt％，循環(huán)液溫度控制在45℃，噴淋流量為30m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為1.69dtex，斷裂強度為3.2cn/dtex，斷裂伸長率為33％，體積比電阻為6.4×10⁸ω·cm。將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻在6.9×10⁸ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻未發(fā)生衰減。

實施例2

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在二甲基乙酰胺溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酸，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.5:8.3:1.2)配制的原液調(diào)溫至80℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為烯丙基磺酸，共聚配比為91.1:8.6:0.3)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的30wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為21.8wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為23wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成10.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為3.0wt％，循環(huán)液溫度控制在50℃，噴淋流量為20m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為3.33dtex，斷裂強度為2.4cn/dtex，斷裂伸長率為41％，體積比電阻為7.2×10⁶ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為8.0×10⁶ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例3

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在二甲基亞砜溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.6:8.8:0.6)配制的原液調(diào)溫至77℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酸，第三單體為對苯乙烯磺酸，共聚配比為91.5:8.3:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的17.5wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為19wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為20wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成7.5wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為1.6wt％，循環(huán)液溫度控制48℃，噴淋流量為25m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.80dtex，斷裂強度為2.9cn/dtex，斷裂伸長率為42％，體積比電阻為5.1×10⁷ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為8.3×10⁷ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例4

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在丙酮溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酸的酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.8:8.4:0.8)配制的原液調(diào)溫至70℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酸的酯，第三單體為衣康酸，共聚配比為91.3:8.4:0.3)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的13wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為16.9wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為18wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成8.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為2.0wt％，循環(huán)液溫度控制46℃，噴淋流量為23m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.23dtex，斷裂強度為3.1cn/dtex，斷裂伸長率為38％，體積比電阻為4.3×10⁷ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為6.5×10⁷ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例5

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在硝酸溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為醋酸乙烯酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.6:9.2:0.2)配制的原液調(diào)溫至71℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酰胺，第三單體為乙烯基磺酸鈉，共聚配比為91.4:8.4:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的15wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為11wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為12wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成6.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為0.5wt％，循環(huán)液溫度控制47℃，噴淋流量為20m³/hr。。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.44dtex，斷裂強度為2.9cn/dtex，斷裂伸長率為44％，體積比電阻為3.5×10⁷ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為5.8×10⁷ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例6

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在碳酸乙二酯溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酰胺，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.8:8.2:1.0)配制的原液調(diào)溫至72℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為醋酸乙烯酯，第三單體為烯丙基磺酸鈉，共聚配比為90.3:9.5:0.2)配制原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的12wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為17.0wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為17.8wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成9.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為2.8wt％，循環(huán)液溫度控制49℃，噴淋流量為21m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.72dtex，斷裂強度為2.7cn/dtex，斷裂伸長率為43％，體積比電阻為8.1×10⁶ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為9.5×10⁶ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例7

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在二甲基甲酰胺溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酰胺，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為91.7:8.0:0.3)配制的原液調(diào)溫至74℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酰胺，第三單體為對苯乙烯磺酸鈉，共聚配比為91.3:8.5:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的9wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為29wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為31wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成7.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為1.0wt％，循環(huán)液溫度控制46℃，噴淋流量為24m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為3.28dtex，斷裂強度為2.7cn/dtex，斷裂伸長率為42％，體積比電阻為1.7×10⁸ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為2.2×10⁸ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例8

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在硫氰酸鈉溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為91.0:8.3:0.7)配制的原液調(diào)溫至78℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸，第三單體為衣康酸鈉，共聚配比為91.1:8.7:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的22wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為11.8wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為12.5wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成8.5wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為2.2wt％，循環(huán)液溫度控制48℃，噴淋流量為23m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.18dtex，斷裂強度為3.0cn/dtex，斷裂伸長率為39％，體積比電阻為6.4×10⁵ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻維持為8.5×10⁵ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例9

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在二甲基乙酰胺溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酰胺的n-烷基取代物，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.8:9.0:0.2)配制的原液調(diào)溫至70℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酰胺的n-烷基取代物，第三單體為乙烯基磺酸鉀，共聚配比為91.7:8.1:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的6.5wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為24.0wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為26.3wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成7.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為0.8wt％，循環(huán)液溫度控制49℃，噴淋流量為28m³/hr。。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.32tex，斷裂強度為2.9cn/dtex，斷裂伸長率為40％，體積比電阻為1.3×10⁸ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為3.5×10⁸ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例10

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在二甲基亞砜溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為醋酸乙烯酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.5:8.8:0.7)配制的原液調(diào)溫至73℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為醋酸乙烯酯，第三單體為烯丙基磺酸鉀，共聚配比為90.3:9.5:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的15wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為20.1wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為22.5wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成9.5wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為2.5wt％，循環(huán)液溫度控制50℃，噴淋流量為29m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.67dtex，斷裂強度為2.9cn/dtex，斷裂伸長率為41％，體積比電阻為4.0×10⁷ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為2.9×10⁷ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例11

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在氯化鋅溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酰胺的n-烷基取代物，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚比為90.9:8.5:0.6)配制的原液調(diào)溫至76℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酰胺的n-烷基取代物，第三單體為對苯乙烯磺酸鉀，共聚配比為91:8.7:0.3)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的14wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為8.9wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為11.5wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成8.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為1.5wt％，循環(huán)液溫度控制45℃，噴淋流量為27m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為3.30dtex，斷裂強度為2.5cn/dtex，斷裂伸長率為42％，體積比電阻為8.2×10⁶ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為7.6×10⁶ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。

實施例12

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在硫氰酸鈉溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酸的酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.5:8.6:0.9)配制的原液調(diào)溫至79℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為甲基丙烯酸的酯，第三單體為衣康酸鉀，共聚配比為91.2:8.6:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的27wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為11.3wt％，普通聚丙烯腈原液中丙烯腈共聚物y固含量為12.1wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成10wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為2.5wt％，循環(huán)液溫度控制49℃，噴淋流量為23m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.75dtex，斷裂強度為3.1cn/dtex，斷裂伸長率為44％，體積比電阻為3.3×10⁵ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為3.9×10⁵ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。進一步地，將所得抗靜電纖維與0.5wt％殼聚糖與2wt％乙酸混合溶液在40℃條件下反應(yīng)24小時。所制得的還原氧化石墨烯-聚丙烯腈纖維體積比電阻可達8.5×10⁴ω·cm。

實施例13

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在二甲基乙酰胺溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90.6.2:8.4:1.0)配制的原液調(diào)溫至75℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸，第三單體為乙烯基磺酸銨，共聚配比為91.5:8.3:0.2)所配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的20wt％，丙烯腈共聚物原液固含量為25.8wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為26.2wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成8.5wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為1.2wt％，循環(huán)液溫度控制45℃，噴淋流量為22m³/hr。。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為1.71dtex，斷裂強度為3.0cn/dtex，斷裂伸長率為33％，體積比電阻為8.9×10⁶ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為8.5×10⁶ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。進一步地，將所得抗靜電纖維與8wt％水合肼溶液在90℃條件下反應(yīng)12小時。所制得的還原氧化石墨烯-聚丙烯腈纖維體積比電阻可達7.3×10⁴ω·cm。

實施例14

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在硫氰酸鈉溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為醋酸乙烯酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90:9.6:0.4)配制的原液調(diào)溫至72℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為醋酸乙烯酯，第三單體為烯丙基磺酸銨，共聚配比為90.2:9.5:0.3)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的10wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為11.8wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為12.3wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成7.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為0.6wt％，循環(huán)液溫度控制47℃，噴淋流量為30m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為3.33dtex，斷裂強度為2.8cn/dtex，斷裂伸長率為45％，體積比電阻為3.8×10⁷ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為4.7×10⁷ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。進一步地，將所得抗靜電纖維在0.5wt％葡萄糖與30wt％氨水混合溶液在98℃條件下反應(yīng)10小時。所制得的還原氧化石墨烯-聚丙烯腈纖維體積比電阻可達8.5×10⁵ω·cm。

實施例15

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在硫氰酸鈉溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為90:8.5:1.5)配制的原液調(diào)溫至77℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為對苯乙烯磺酸銨，共聚比為91:8.7:0.3)所配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的25wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為11.5wt％，普通聚丙烯腈原液固含量為12wt％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成10.0wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為1.0wt％，循環(huán)液溫度控制48℃，噴淋流量為25m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為2.18dtex，斷裂強度為3.2cn/dtex，斷裂伸長率為40％，體積比電阻為1.1×10⁵ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為2.7×10⁵ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。進一步地，可將所得抗靜電纖維潤濕后在氮氣保護下，采用850w微波烘干8min，所制得的還原氧化石墨烯-聚丙烯腈纖維體積比電阻可達1.5×10³ω·cm。

實施例16

一種石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)共混原液配制

在硫氰酸鈉溶劑體系中，將丙烯腈共聚物x(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為甲基丙烯酸-n,n二甲氨基乙酯，共聚配比為91.1:8.4:0.5)配制的原液調(diào)溫至78℃，與普通聚丙烯腈原液—丙烯腈共聚物y(第一單體為丙烯腈，第二單體為丙烯酸的酯，第三單體為衣康酸銨，共聚配比為91.1:8.7:0.2)配制的原液充分混合均勻，制備共混改性的聚丙烯腈原液，并按普通聚丙烯腈原液制備工藝流程進行脫泡、過濾，得到均勻穩(wěn)定的、滿足紡絲要求的改性聚丙烯腈原液后供紡；其中，丙烯腈共聚物x原液占共混聚丙烯腈原液的8wt％，丙烯腈共聚物x原液固含量為11.6％，普通聚丙烯腈原液固含量為12.1％。

(2)go(氧化石墨烯)抗靜電劑溶液的配制

將go粉末和去離子水加入如圖1所示的調(diào)配槽中，攪拌1hr，制成10wt％穩(wěn)定的go水溶液母液，以一定流量補加進入如圖1所示的go抗靜電劑循環(huán)液管線中，使go循環(huán)液濃度為3wt％，循環(huán)液溫度控制46℃，噴淋流量為21m³/hr。

(3)抗靜電纖維的紡絲生產(chǎn)流程

將共混改性的紡絲原液從噴絲板擠出，采用普通聚丙烯腈纖維紡絲生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)。具體生產(chǎn)工藝流程如下：

共混原液供紡→紡絲凝固成形→預(yù)牽伸→水洗→抗靜電劑改性(即噴淋浸漬)→熱牽伸→干燥致密化→卷曲→熱定型→上油→干燥→絲束或切斷→打包；

抗靜電劑改性工序是利用水洗后的在線染色機設(shè)備完成的，其具體工作流程如圖1所示，通過噴淋與浸漬方式，使go水溶液在凝膠態(tài)纖維中進行擴散與遷移，并使go中的具有吸電子性的極性官能團羧基以配位共價鍵與凝膠纖維大分子中具有給電子性的甲氨基結(jié)合(如圖2所示)。干燥致密化后，凝膠纖維內(nèi)部微孔閉合，進入纖維內(nèi)部以及在纖維表面的氧化石墨烯與改性聚丙烯腈纖維大分子上甲氨基的穩(wěn)定結(jié)合，使纖維最終獲取良好的抗靜電性能。

最終制得的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維纖度為1.67dtex，斷裂強度為3.5cn/dtex，斷裂伸長率為35％，體積比電阻為7.4×10⁶ω·cm，將該石墨烯-聚丙烯腈纖維在浴比為1:50，溫度為40℃的條件下加入2g/l中性洗滌液洗滌10min，再用40℃清水洗滌5min，脫水、烘干，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下平衡24小時后測得水洗后纖維體積比電阻為8.2×10⁶ω·cm，本發(fā)明制備的石墨烯-聚丙烯腈抗靜電纖維耐久度良好，其體積比電阻衰減不明顯。進一步地，將所得抗靜電纖維與0.3wt％維生素c(l-抗壞血酸)水溶液在30℃條件下反應(yīng)30小時。所制得的還原氧化石墨烯-聚丙烯腈纖維體積比電阻可達5.1×10⁴ω·cm。