本發(fā)明屬于紡織品領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯改性的滌綸混紡織物及其制備方法。

背景技術(shù)：

混紡化纖織物是化學(xué)纖維與其它棉毛、絲、麻等到天然纖維混合紡紗織成的紡織產(chǎn)品。例如：滌棉布、滌毛華達(dá)呢等。比如滌棉混紡物是以滌綸為主要成份，采用65％-67％滌綸和33％-35％的棉花混紗線織成的紡織品，滌棉布俗稱棉的確涼。特點(diǎn)：既突出了滌綸的風(fēng)格又有棉織物的長處，在干、濕情況下彈性和耐磨性都較好，尺寸穩(wěn)定，縮水率小，具有挺拔、不易皺折、易洗、快干的特點(diǎn)，不能用高溫熨燙和沸水浸泡。

社會的快速發(fā)展對傳統(tǒng)織物的性能提出了許多新挑戰(zhàn)，如防紫外、阻燃、防靜電等性能。常用的改進(jìn)手段包括添加增強(qiáng)填料、涂覆功能涂層、染整處理、表面電荷處理等，后三種方法為基于織物表面處理的方法，雖然從工藝角度更為方便，成本低，但是所得織物的性能隨使用過程會或多或少出現(xiàn)下降，在反復(fù)洗滌、日曬、變形的過程中，表面處理層的性能難以穩(wěn)定。而添加增強(qiáng)材料的方法能使功能性材料分散于織物內(nèi)部，大大提高了織物的耐用性，并且可被回收，使用效率更高。

石墨烯是新世紀(jì)來最受關(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，具有超高的性價(jià)比，這使其在復(fù)合材料方面得到廣泛研究。但對于連續(xù)紡絲而言，石墨烯強(qiáng)烈的團(tuán)聚性會在纖維中形成缺陷，使得紡絲過程斷絲、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)聚無法在熔融擠出的過程中解離，會導(dǎo)致紡絲板堵塞以及斷絲現(xiàn)象。專利201610757032.5《石墨烯滌綸單絲》用硅烷偶聯(lián)劑對石墨烯進(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法從根本上解決石墨烯的堆疊問題，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)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)不足，提供一種石墨烯改性的滌綸混紡織物及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種石墨烯改性的滌綸混紡織物，由40～60質(zhì)量份棉纖維、30～50質(zhì)量份石墨烯/pet復(fù)合纖維和10～20質(zhì)量份其他纖維經(jīng)混紡得到。

進(jìn)一步地，所述石墨烯/pet復(fù)合纖維是由石墨烯/pet納米復(fù)合材料和0-10重量份的助劑混合后，經(jīng)高速熔融紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到。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0.117～5.85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、無機(jī)鹽和有機(jī)化合物。

所述助劑由抗氧化劑、無機(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，牽伸倍數(shù)為1.5～4倍。所得纖維旦數(shù)為30～400d。

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、解離為單層片狀氧化石墨烯，在pet聚合過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)明方法具有高性價(jià)比。相比之下，在酯化階段就加入氧化石墨烯會使氧化石墨烯發(fā)生熱還原，隨著反應(yīng)進(jìn)行還原的石墨烯會逐步堆疊為團(tuán)聚體，既不利于性能的提升，又會由于團(tuán)聚體的存在而無法連續(xù)高速紡絲。(2)將氧化石墨烯在酯化后加入，避免了對第一步酯化過程的影響。對聚合過程而言，引入褶球狀氧化石墨烯對聚合工藝沒有產(chǎn)生明顯影響，因此本發(fā)明方法在實(shí)際生產(chǎn)過程中更加合理，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，與傳統(tǒng)天然織物(棉、麻、毛)和人工合成織物(錦綸、氨綸、芳綸)等進(jìn)行混紡，既可保留原織物的舒適性、吸水性、透氣性等特性，又能利用石墨烯的特性，使混紡織物具有良好的防紫外性能和阻燃性能。(4)織物的耐用性好，經(jīng)反復(fù)洗滌、暴曬、揉搓后仍可保持高性能。(5)織物可重復(fù)利用，廢棄布可回收再利用，防紫外、阻燃等性能可重新發(fā)揮出來。

附圖說明

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

圖2是石墨烯/pet納米復(fù)合材料的照片。

圖3是石墨烯改性的滌綸混紡織物的照片。

具體實(shí)施方式

制備石墨烯改性的滌綸混紡織物的方法包括如下步驟：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；(3)將步驟(1)得到的0.117～5.85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、加彈得到本發(fā)明石墨烯改性的滌綸混紡織物。所述助劑由抗氧化劑、無機(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，牽伸倍數(shù)為1.5～4倍。所得纖維旦數(shù)為30～600d。(5)將40～60質(zhì)量份棉纖維、30～50質(zhì)量份石墨烯/pet復(fù)合纖維和10～20質(zhì)量份其他纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

將所得石墨烯改性的滌綸混紡織物進(jìn)行相關(guān)性能測試。阻燃性測試通過45°方向燃燒速率試驗(yàn)進(jìn)行。紫外防護(hù)系數(shù)(upf)值采用紫外分光光度計(jì)測試并計(jì)算得到。

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，本實(shí)施例只用于對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，不能理解為對本發(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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，所得褶球狀氧化石墨烯的sem圖如圖1所示，石墨烯/pet納米復(fù)合材料的照片如圖2所示，石墨烯改性的滌綸混紡織物的照片如圖3所示。

實(shí)施例2：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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0.4質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物，具體性能如表1所示。

實(shí)施例3：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物，具體性能如表1所示。

實(shí)施例4：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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0.6質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物，具體性能如表1所示。

實(shí)施例5：

(1)通過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0.8質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物，具體性能如表1所示。

實(shí)施例6：

(1)通過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0.5質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物，具體性能如表1所示。

對比例1：

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

對比例2：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯/滌綸復(fù)合織物，具體性能如表1所示。

對比例3：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

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。

對比例4：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.234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、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

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。

對比例5：

(1)通過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)至無水產(chǎn)生；

(3)將步驟(1)得到的0.0585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0.5質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

(5)將55份棉纖維、40份石墨烯/pet復(fù)合纖維和15份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯/滌綸復(fù)合織物，具體性能如表1所示。

對比例6：

(1)通過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0.5質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為280℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為100d。

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)及性能

分析對比例1、對比例2、實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對比例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)的混紡織物。對比例2的氧化石墨烯的尺寸過小，對提升導(dǎo)電率、防紫外性和阻燃性的貢獻(xiàn)不顯著，而對比例3的氧化石墨烯尺寸過大，在加入聚合體系中后不能有效展開為片狀氧化石墨烯，只能作為褶球形填充體對復(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。

分析對比例1、實(shí)施例2、實(shí)施例4、對比例4可以發(fā)現(xiàn)，碳氧比增大，織物的各項(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。但是碳氧比不能過高，否則氧化石墨烯片間的結(jié)合力過強(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)(對比例4)。

分析對比例1、對比例5、實(shí)施例2、實(shí)施例5、實(shí)施例6、對比例6可以發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯的加入量增大，織物的阻燃性能和防紫外性能均明顯上升。低添加量下石墨烯不能有效發(fā)揮作用(對比例5)，但添加量過高后，聚合過程中石墨烯發(fā)生還原進(jìn)而產(chǎn)生劇烈堆疊，形成團(tuán)聚體，降低了可紡性(對比例6)，因此需要控制氧化石墨烯添加量在合理范圍內(nèi)。

綜上，將褶球狀氧化石墨烯的添加量、碳氧比和其中氧化石墨烯的尺寸控制在合理范圍，可以得到防紫外性能和阻燃性能優(yōu)越的混紡織物。

實(shí)施例7：

(1)通過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)合材料和10質(zhì)量份抗氧化劑混合均勻，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為270℃，紡絲速度為3000m/min，牽伸倍數(shù)為1.5倍，旦數(shù)為400d。

(5)將40份棉纖維、30份石墨烯/pet復(fù)合纖維和10份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物性能良好。

實(shí)施例8：

(1)通過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20-30微米，碳氧比為5；；

(2)將100質(zhì)量份對苯二甲酸、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，經(jīng)紡絲、冷卻、上油、牽伸、加彈得到石墨烯/pet復(fù)合纖維。紡絲溫度為285℃，紡絲速度為3600m/min，牽伸倍數(shù)為4倍，旦數(shù)為30d。

(5)將60份棉纖維、50石墨烯/pet復(fù)合纖維和20份氨綸纖維混紡，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物。

經(jīng)以上步驟，得到石墨烯改性的滌綸混紡織物性能良好。