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一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒及其制备方法。所述色母粒的原料包括：氧化石墨烯、感温变色粉、增稠剂、丙烯酰胺、聚氯乙烯、邻苯二甲酸二丁酯、石蜡、促进剂和增塑剂；其制备方法是先将氧化石墨烯加入水中形成悬浮液，再在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌后依次加入无水乙醇和邻苯二甲酸二丁酯，升温反应，然后加入促进剂煮沸，混合物蒸干后与感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。本发明采用氧化石墨烯作为感温变色粉的增强载体，与丙烯酰胺复合制成稳定性强的感温色母粒；将其用于纺丝过程制备聚乳酸纤维，使纺出来的聚乳酸纤维本身就具有感温变色功能。

Description

一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒及其制备方法
技术领域
本发明属于合成纤维技术领域，具体涉及一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒及其制备方法。
背景技术
聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成.聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能，适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。
感温变色纺织品能够在温度变化时改变颜色，在军事伪装、医用示温等领域有重要应用。制备感温变色的纤维多是在纺后织布阶段加入感温材料，但是感温材料普遍不稳定，纺后加入值得的布料往往感温效果不好。
发明内容
解决的技术问题：本发明的目的是提供一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒及其制备方法。
技术方案：一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯3-8份，感温变色粉1-3份，增稠剂2-5份，丙烯酰胺0.2-0.8份，聚氯乙烯0.1-0.4份，邻苯二甲酸二丁酯0.5-1份，石蜡1-2份，促进剂0.2-0.6份，增塑剂0.1-0.2份。
进一步地，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步地，所述促进剂为促进剂TMTD。
进一步地，所述增塑剂为乙二酸二甲酯。
上述用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，步骤如下：
步骤1，将氧化石墨烯加入水中，形成悬浮液；
步骤2，在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌20-30分钟，然后加入以重量份计的无水乙醇40-60份，搅拌5-10分钟，加入邻苯二甲酸二丁酯，升温至40-50℃，继续搅拌20-30分钟，加入促进剂，然后升温煮沸，并保持5-10分钟，得到混合物；
步骤3，将步骤2得到的混合物蒸干，得到干物料；
步骤4，将干物料、感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合后进行挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。
进一步地，所述步骤1中加入水与氧化石墨烯的重量比为20:1。
进一步地，所述步骤2中继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
有益效果：本发明采用氧化石墨烯作为感温变色粉的增强载体，与丙烯酰胺复合制成稳定性强的感温色母粒；将其用于纺丝过程制备聚乳酸纤维，不仅使纺出来的聚乳酸纤维本身就具有感温变色功能，并且对纺织品进行后续整理等没有太大影响。
具体实施方式
实施例1
一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯5份，感温变色粉1.6份，增稠剂3份，丙烯酰胺0.5份，聚氯乙烯0.2份，邻苯二甲酸二丁酯0.7份，石蜡1.4份，促进剂0.3份，增塑剂0.1份。
其中，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素；所述促进剂为促进剂TMTD；所述增塑剂为乙二酸二甲酯。
上述用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，步骤如下：
步骤1，将氧化石墨烯加入水中，形成悬浮液；
步骤2，在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌20-30分钟，然后加入以重量份计的无水乙醇40份，搅拌5-10分钟，加入邻苯二甲酸二丁酯，升温至40℃，继续搅拌30分钟，加入促进剂，然后升温煮沸，并保持5分钟，得到混合物；
步骤3，将步骤2得到的混合物蒸干，得到干物料；
步骤4，将干物料、感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合后进行挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。
其中，所述步骤1中加入水与氧化石墨烯的重量比为20:1；步骤2中继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
本实施例采用的感温变色粉在约33℃由蓝色变为无色。
将所得色母粒与聚乳酸纤维切片以1：10的重量比混合纺丝织造，所得面料在32-34℃由蓝色变为无色。
实施例2
一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯3份，感温变色粉1份，增稠剂2份，丙烯酰胺0.2份，聚氯乙烯0.1份，邻苯二甲酸二丁酯0.5份，石蜡1份，促进剂0.2份，增塑剂0.1份。
其中，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素；所述促进剂为促进剂TMTD；所述增塑剂为乙二酸二甲酯。
上述用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，步骤如下：
步骤1，将氧化石墨烯加入水中，形成悬浮液；
步骤2，在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌20-30分钟，然后加入以重量份计的无水乙醇48份，搅拌5-10分钟，加入邻苯二甲酸二丁酯，升温至40℃，继续搅拌30分钟，加入促进剂，然后升温煮沸，并保持5分钟，得到混合物；
步骤3，将步骤2得到的混合物蒸干，得到干物料；
步骤4，将干物料、感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合后进行挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。
其中，所述步骤1中加入水与氧化石墨烯的重量比为20:1；步骤2中继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
本实施例采用的感温变色粉在约33℃由从大红色变为无色。
将所得色母粒与聚乳酸纤维切片以1：8的重量比混合纺丝织造，所得面料在33-35℃由蓝色变为无色。
实施例3
一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯7份，感温变色粉2.4份，增稠剂4份，丙烯酰胺0.7份，聚氯乙烯0.3份，邻苯二甲酸二丁酯0.8份，石蜡2份，促进剂0.5份，增塑剂0.15份。
其中，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素；所述促进剂为促进剂TMTD；所述增塑剂为乙二酸二甲酯。
上述用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，步骤如下：
步骤1，将氧化石墨烯加入水中，形成悬浮液；
步骤2，在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌20-30分钟，然后加入以重量份计的无水乙醇52份，搅拌5-10分钟，加入邻苯二甲酸二丁酯，升温至45℃，继续搅拌25分钟，加入促进剂，然后升温煮沸，并保持8分钟，得到混合物；
步骤3，将步骤2得到的混合物蒸干，得到干物料；
步骤4，将干物料、感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合后进行挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。
其中，所述步骤1中加入水与氧化石墨烯的重量比为20:1；步骤2中继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
本实施例采用的感温变色粉在约33℃由从大红色变为无色。
将所得色母粒与聚乳酸纤维切片以1：8的重量比混合纺丝织造，所得面料在33-35℃由蓝色变为无色。
实施例4
一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯8份，感温变色粉3份，增稠剂5份，丙烯酰胺0.8份，聚氯乙烯0.4份，邻苯二甲酸二丁酯1份，石蜡2份，促进剂0.6份，增塑剂0.2份。
其中，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素；所述促进剂为促进剂TMTD；所述增塑剂为乙二酸二甲酯。
上述用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，步骤如下：
步骤1，将氧化石墨烯加入水中，形成悬浮液；
步骤2，在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌20-30分钟，然后加入以重量份计的无水乙醇60份，搅拌5-10分钟，加入邻苯二甲酸二丁酯，升温至50℃，继续搅拌20分钟，加入促进剂，然后升温煮沸，并保持5分钟，得到混合物；
步骤3，将步骤2得到的混合物蒸干，得到干物料；
步骤4，将干物料、感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合后进行挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。
其中，所述步骤1中加入水与氧化石墨烯的重量比为20:1；步骤2中继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
本实施例采用的感温变色粉在约33℃由从大红色变为无色。
将所得色母粒与聚乳酸纤维切片以1：8的重量比混合纺丝织造，所得面料在33-35℃由蓝色变为无色。

Claims (7)

1.一种用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，其特征在于，原料以重量份计包括：氧化石墨烯3-8份，感温变色粉1-3份，增稠剂2-5份，丙烯酰胺0.2-0.8份，聚氯乙烯0.1-0.4份，邻苯二甲酸二丁酯0.5-1份，石蜡1-2份，促进剂0.2-0.6份，增塑剂0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，其特征在于，增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
3.根据权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，其特征在于，促进剂为促进剂TMTD。
4.根据权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒，其特征在于，增塑剂为乙二酸二甲酯。
5.权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1，将氧化石墨烯加入水中，形成悬浮液；
步骤2，在悬浮液中加入丙烯酰胺，搅拌20-30分钟，然后加入以重量份计的无水乙醇40-60份，搅拌5-10分钟，加入邻苯二甲酸二丁酯，升温至40-50℃，继续搅拌20-30分钟，加入促进剂，然后升温煮沸，并保持5-10分钟，得到混合物；
步骤3，将步骤2得到的混合物蒸干，得到干物料；
步骤4，将干物料、感温变色粉、增稠剂、聚氯乙烯石蜡和增塑剂混合后进行挤出造粒，得到用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒。
6.根据权利要求5所述的用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，其特征在于，步骤1中加入水与氧化石墨烯的重量比为20:1。
7.根据权利要求5所述的用于聚乳酸纤维的石墨烯感温变色色母粒的制备方法，其特征在于，步骤2中继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
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