石墨烯改性锦纶的结构与性能研究
2021-09-14赵中楠
刘 杰 赵中楠
(河南工程学院,河南郑州,450007)
石墨烯是由单层碳原子以sp2杂化轨道组成的二维六边形蜂巢晶格材料[1],石墨烯具有良好的电学、热学以及力学性能[2⁃3]。石墨烯改性锦纶的制备是将锦纶切片与石墨烯粉体高速预混,再经混炼机混合、双螺杆挤出机造粒,制得石墨烯锦纶母粒,经熔融纺丝制得。本研究通过对石墨烯改性锦纶的微观结构和物理性能进行测试分析,以期对纺织企业研究开发石墨烯纤维产品提供理论依据和设计思路。
1 试验
1.1 试验材料
石墨烯改性锦纶(石墨烯质量分数3.5%),普通锦纶。规格1.67 dtex×38 mm,购买于强生石墨烯科技有限公司。
保暖性测试所用织物试样均在江阴通源SGA 59型全自动剑杆打样机上生产并经过煮练处理。
1.2 测试仪器及方法
1.2.1 纤维形态结构
试样的形态结构采用JSM⁃5600LV型电子扫描显微镜,放大倍数18万倍~30万倍,分辨率在高真空下为3.5 nm,低真空下为4.5 nm。试样红外光谱图采用Nexus 670型傅里叶红外⁃拉曼光谱仪,制取粉末试样,KBr压片,波数4 000 cm-1~500 cm-1。结晶结构采用德国D8 Discover GADDS型X射线衍射仪,Cr靶,Ni滤波,管压25 k V,管流30 mA,积分时间100 s。纤维热学性能采用德国Netzsch的STA(DSC/DTA⁃TG)409 PC型同步热分析仪,N2气氛,升温范围30℃~700℃,升温速率10℃/min。
1.2.2 纤维性能测试
纤维拉伸性能测试采用XQ 2型单纤维强力仪,强力仪的夹持距离20 mm,拉伸速度20 mm/min。吸湿性测试采用YG747型通风式八篮烘箱。纤维导电性测试采用YG321型纤维比电阻仪。纤维织物的保暖性采用FLIRT 250型红外热成像仪进行测试,热敏度为0.08℃,红外图 像 分 辨 率 为240 pixel×180 pixel,温 度 范围-20℃~+350℃,试验环境温度(20±1)℃,相对湿度(65±2)%。……
