[发明专利]一种亲水抗静电石墨烯改性聚酯切片及其制备方法

说明书

本发明涉及聚酯领域，公开了一种亲水抗静电石墨烯改性聚酯切片及其制备方法，该聚酯切片含有PEG化氧化石墨烯，其制备方法为：将PEG化氧化石墨烯与对苯二甲酸、乙二醇一同投入反应釜按常规聚酯聚合工艺进行酯化、缩聚反应，水下切粒，制得聚酯切片。本发明采用聚乙二醇对氧化石墨烯进行表面包覆或者接枝改性，增加氧化石墨烯和聚酯的相容性，提高了制得的聚酯纤维的手感舒适度以及服用性。本发明采用原位聚合的方式制备改性聚酯，聚酯中富含亲水基团聚乙二醇；氧化石墨烯添加量少，氧化石墨烯在聚合过程中还原成石墨烯，石墨烯具有优异的导电性能，所制备的改性切片具有永久抗静电性能。

技术领域

本发明涉及聚酯领域，尤其涉及一种亲水抗静电石墨烯改性聚酯切片及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维是一种由对苯二甲酸(PT1)和乙二醇(EG)经酯化反应和缩聚反应制备的聚酯切片经熔融纺丝制备的常规化学纤维。由于大部分的亲水基团如对苯二甲酸中的羧基(-COOH)和乙二醇中的羟基(-OH)在反应中都消耗了，只在聚酯分子链的两头存在少量的端羧基，因此，聚酯纤维的亲水性能差。在干燥的空气中易产生静电，影响服用的舒适性。

石墨烯由完整六元环构成具有的独特的性能，如超高的强度、超大比表面积、超强的传热导电等性能。在化学纤维的聚合或纺丝中添加少量的石墨烯可显著改善聚酯纤维的力学性能和电性能。但石墨烯在应用过程中却存在着许多难以解决的问题，如结构完整的石墨烯的化学稳定性较高，不亲水，与其他介质的相互作用弱，且石墨烯片层之间有较强的范德华力，容易产生聚集，使其成为纳米片层的分散极其困难，因此限制了石墨烯的应用。这些问题可以通过石墨烯的表面功能化来解决。石墨烯的功能化主要通过对石墨烯表面进行改性，增加活性基因，提高亲水性，降低片层之间的作用力，达到容易分离分散成纳米级别的石墨烯片层的效果。

专利CN 104164707A公开了一种石墨烯导电聚酯纤维的制备方法，该方法将石墨烯通过表面磺酸基团功能化处理对石墨烯进行表面修饰，磺酸化过程所产生的废水量大，且带磺酸基团的石墨烯呈酸性，不利于聚酯品质的控制。专利CN 106367836A公开了一种中空生物质石墨烯聚酯纤维的制造方法，该方法将生物基石墨烯粉体与表面活性剂混合后再和聚酯粉料经螺杆挤出制备石墨烯聚酯母粒，所用表面活性剂为醇醚硫酸盐、蔗糖酯、烷基醇酰胺。该类表面活性剂热稳定性差，螺杆挤出或纺丝过程中容易降解，导致飘丝断头的发生。专利CN 106049057A公开了一种亲水抗静电聚酯纤维的制备方法，该方法将壳聚糖涂覆于聚酯纤维表面，再通过氧化石墨烯与壳聚糖之间的相互作用，在壳聚糖纤维表面形成稳定的氧化石墨烯/壳聚糖涂层。该方法采用涂层和吸附的方法制备的亲水抗静电聚酯纤维，处理温度为30℃～50℃，热稳定性差，不耐水洗，无法形成持久的亲水抗静电性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种亲水抗静电石墨烯改性聚酯切片及其制备方法，本发明采用聚乙二醇对氧化石墨烯进行表面包覆或者接枝改性，能够增加氧化石墨烯与聚酯的相容性。将PEG化氧化石墨烯复合到聚酯切片中后，能够提高聚酯切片的永久抗静电性能。

本发明的具体技术方案为：一种亲水抗静电石墨烯改性聚酯切片，含有PEG化氧化石墨烯。

聚乙二醇具有良好的吸湿性、分散性和抗静电性，并且能与许多有机物相容。本发明采用经聚乙二醇包覆或者接枝处理的氧化石墨烯制备亲水抗静电聚酯切片。通过该方法制备的聚酯纤维具有永久的亲水和抗静电性能。

作为优选，由PEG化氧化石墨烯与对苯二甲酸、乙二醇原位聚合制得。

作为优选，所述PEG化氧化石墨烯的占聚酯总量的0.1～1wt％。

作为优选，所述PEG化氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯粉末加入到二甲基甲酰胺中超声分散，得到分散液A；

2)向分散液A中加入聚乙二醇，超声分散，得到分散液B；