CN114000220A - 一种石墨烯磁性纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯磁性纤维及其制备方法，该方法包含：步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂；步骤2，制备石墨烯磁性粒子；步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液；步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。本发明提供的石墨烯磁性纤维及其制备方法，所制备的纤维磁性性能优异，而且兼具抗菌、远红外发热功能，可以广泛应用在理疗保健等领域，能够有效改善人体微循环，使人体具有舒适感。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨烯复合纤维及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯磁性纤维及其制备方法。
背景技术
石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。
市场出售的磁性医疗器材不胜枚举，但都是在保健品中加入固定的磁铁或橡塑磁条，限制了使用者的服饰性、可洗性。而且磁性材料大小随物品大小而定，磁性作用范围局限固定，对穴位要求准确，操作复杂。如果采用磁性纤维制造保健产品如护膝等，则基本可以解决以上产品的缺点和不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯复合纤维及其制备方法，制备方法简单，磁性的性能优异，可以广泛应用在理疗保健等领域。
为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂；步骤2，制备石墨烯磁性粒子；步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液；步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的步骤1中，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末1-5份、磁性粉末2-10份、助剂1-8份。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的石墨烯粉末为化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、磁性离子改性氧化石墨烯中的任意一种或多种的石墨烯材料粉末。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的磁性粉末为金属合金粉、铁氧化物粉、钴粉、汝铁硼粉中的任意一种或多种。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的助剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、氯仿、环己烷、溴苯中的任意一种或多种。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的步骤2中，制备石墨烯磁性粒子是将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的步骤3中，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液，是将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的纤维基材为为锦纶、涤纶、丙纶、黏胶、石墨烯锦纶、石墨烯涤纶、石墨烯丙纶、石墨烯黏胶纤维中的任意一种或多种。
上述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其中，所述的方法制备的石墨烯磁性纤维，织成布料后经测试其磁感应强度大于0.1mT。
本发明还提供了通过上述的方法制备的石墨烯磁性纤维。
本发明提供的石墨烯磁性纤维及其制备方法具有以下优点：
本发明制备的磁性纤维具有优异的磁性功能，而且由于石墨烯特殊的网络二维结构，同时赋予纤维抗菌和远红外发热功能。本发明制备方法简单，效果明显，可以广泛应用于磁疗保健等领域，有效改善人体微循环，使人体具有舒适感。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明提供的石墨烯磁性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂；步骤2，制备石墨烯磁性粒子；步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液；步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
优选地，步骤1中按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末1-5份、磁性粉末2-10份、助剂1-8份。
石墨烯粉末为化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、磁性离子改性氧化石墨烯中的任意一种或多种的石墨烯材料粉末。
磁性粉末为金属合金粉、铁氧化物粉、钴粉、汝铁硼粉中的任意一种或多种。
助剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、氯仿、环己烷、溴苯中的任意一种或多种。
步骤2中，制备石墨烯磁性粒子是将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
步骤3中，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液，是将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
纤维基材为为锦纶、涤纶、丙纶、黏胶、石墨烯锦纶、石墨烯涤纶、石墨烯丙纶、石墨烯黏胶纤维中的任意一种或多种。
该方法制备的石墨烯磁性纤维，织成布料后经测试其磁感应强度大于0.1mT。
本发明中采用的设备和纺丝工艺条件参数等均为本领域内技术人员所已知的。
本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。
下面结合实施例对本发明提供的石墨烯磁性纤维及其制备方法做更进一步描述。
实施例1
一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂。
优选地，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末1份、磁性粉末2份、助剂1份。
石墨烯粉末为化学氧化剥离的氧化石墨烯粉末。
磁性粉末为金属合金粉。
助剂为聚乙二醇、聚乙烯醇。
步骤2，制备石墨烯磁性粒子。
将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液。
将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
纤维基材为为锦纶。
步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。
实施例2
一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂。
优选地，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末2份、磁性粉末4份、助剂3份。
石墨烯粉末为偶联剂改性氧化石墨烯或氨基高分子改性氧化石墨烯粉末。
磁性粉末为铁氧化物粉。
助剂为聚氯乙烯或聚氨酯。
步骤2，制备石墨烯磁性粒子。
将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液。
将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
纤维基材为为涤纶、丙纶、黏胶纤维中的任意一种。
步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。
实施例3
一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂。
优选地，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末3份、磁性粉末6份、助剂5份。
石墨烯粉末为阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯粉末。
磁性粉末为钴粉。
助剂为乙酸乙酯。
步骤2，制备石墨烯磁性粒子。
将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液。
将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
纤维基材为为石墨烯锦纶或石墨烯涤纶纤维。
步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。
实施例4
一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂。
优选地，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末4份、磁性粉末8份、助剂6份。
石墨烯粉末为磁性离子改性氧化石墨烯粉末。
磁性粉末为汝铁硼粉。
助剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺。
步骤2，制备石墨烯磁性粒子。
将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液。
将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
纤维基材为为石墨烯丙纶纤维。
步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。
实施例5
一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂。
优选地，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末5份、磁性粉末10份、助剂8份。
石墨烯粉末为化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、磁性离子改性氧化石墨烯中的任意一种或多种的石墨烯材料粉末。
磁性粉末为金属合金粉、铁氧化物粉、钴粉、汝铁硼粉中的任意多种。
助剂为氯仿、环己烷、溴苯中的任意一种。
步骤2，制备石墨烯磁性粒子。
将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液。
将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
纤维基材为为石墨烯黏胶纤维。
步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯磁性纤维。
本发明的石墨烯磁性纤维及其制备方法，制备了一种石墨烯磁性纤维，制备方法简单，磁性的性能优异，可以广泛应用在理疗保健等领域。该磁性纤维织成布料后，根据标准测试磁感应强度大于0.1mT，属于强磁性纤维，而且兼具抗菌、远红外发热功能。采用这种磁性纤维的产品穿着柔软、轻盈、舒适非常适用于贴身的内衣裤。磁场作用平缓均匀，它对所包缚的肌肤可进行全方位的彻底的微按摸刺激，并解决了磁铁块对不正穴位的难题，起到全天候保健理疗的作用，因此，特别适用于中老年人群使用，且无副作用。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯粉末、磁性粉末、助剂；
步骤2，制备石墨烯磁性粒子；
步骤3，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液；
步骤4，将步骤3所得的复合母粒经过熔融纺丝，或将步骤3所得的混合浆液通过溶液纺丝，得到石墨烯磁性纤维。
2.如权利要求1所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，按重量份数计各原料的用量为石墨烯粉末1-5份、磁性粉末2-10份、助剂1-8份。
3.如权利要求2所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯粉末为化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、磁性离子改性氧化石墨烯中的任意一种或多种的石墨烯材料粉末。
4.如权利要求2所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的磁性粉末为金属合金粉、铁氧化物粉、钴粉、汝铁硼粉中的任意一种或多种。
5.如权利要求2所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的助剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、氯仿、环己烷、溴苯中的任意一种或多种。
6.如权利要求1所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，制备石墨烯磁性粒子是将石墨烯粉末、磁性粉末、助剂混和，通过原位聚合或共混接枝，在50-100℃下持续搅拌1-5h反应得到石墨烯磁性粒子。
7.如权利要求1所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，制备石墨烯磁性纤维母粒或者浆液，是将石墨烯磁性粒子与纤维基材的原料熔融混合挤出造粒，或将石墨烯磁性粒子加入纤维基材的原料浆液中混合均匀得到溶液。
8.如权利要求7所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的纤维基材为为锦纶、涤纶、丙纶、黏胶、石墨烯锦纶、石墨烯涤纶、石墨烯丙纶、石墨烯黏胶纤维中的任意一种或多种。
9.如权利要求1所述的石墨烯磁性纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法制备的石墨烯磁性纤维，织成布料后经测试其磁感应强度大于0.1mT。
10.一种通过如权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的石墨烯磁性纤维。
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