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随着社会科学技术的进步,人们对纺织制品的需求已不仅仅局限于舒适保暖的基本性能,更要求赋予其更多的功能特性。近年来,石墨烯因其良好的物化性能在纺织领域得到越来越广泛的应用,利用石墨烯制备高性能纺织纤维和纺织功能整理已逐渐成为业界研究的热点。本课题运用新颖的方法制备氧化石墨烯、石墨烯整理剂、石墨烯抗菌防辐射纱线,并制备了石墨烯抗菌防辐射织物,探讨了石墨烯浓度、整理工艺对整理后涤棉织物及棉织物抗菌、防辐射性能的影响规律。具体研究内容及结果如下:(1)采取Hummers法和改良的Hummers法,以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨,超声剥离制备氧化石墨烯(GO)。对制得的氧化石墨烯的形貌、晶型、结构由FT-IR,Raman spectroscopy,XRD等进行表征。结果表明:改良Hummers法制备的氧化石墨烯样品结构性能均优于Hummers法制得的氧化石墨烯,含氧官能团更多,层间距可增大为0.858nm。(2)将制得的氧化石墨烯还原得到石墨烯(rGO),分别配制不同石墨烯浓度的氧化石墨烯/聚氨酯整理剂(GO/WPU)和石墨烯/聚氨酯整理剂(rGO/WPU)。然后利用单纱设备与工艺技术,将GO/WPU、rGO/WPU整理剂涂覆于纱线表面形成石墨烯膜,对涤棉、棉纱线进行功能性涂层整理,通过控制氧化石墨烯、石墨烯的浓度,得到带有不同石墨烯浓度的芯壳结构石墨烯纤维和复合结构纱线。采用SEM、单纱分析,结果表明:未经处理的棉、涤棉纱线表面较为光洁且带有典型的纤维素纤维表面形态的特征,而经过涂层工艺整理后的纤维表面则呈现出很薄的片状薄膜,从形貌上来看,整理剂均匀地包覆在纤维表面。棉、涤棉纱线采用不同涂层整理剂经单纱设备与工艺涂层整理后,纱线的断裂强力、断裂强度和断裂功增大,断裂伸长率减小。(3)用上述不同涂层整理纱线,采用针织横机编织成棉织物、涤棉织物;将GO/WPU整理剂制备的氧化石墨烯织物用保险粉还原,得到两类石墨烯织物。对两类织物的性能进行分析,结果表明:涂层整理后的石墨烯织物透气性略有下降;动、静摩擦系数均有减小,10mg/ml的棉基先还原后织造石墨烯织物的效果最明显,动摩擦系数由0.488减少到0.366,静摩擦系数由0.590减少到0.414;织物的顶破强力提高;导电性提高,10mg/ml的棉基先还原后织造石墨烯织物的电阻率可达到1.46×10~2Ω?m。(4)研究两种涂层整理后织物的抑菌、电磁屏蔽性能以及石墨烯浓度对两种性能的影响。结果表明:涂层整理石墨烯织物都具有良好的抑菌性能和电磁屏蔽性能。这与GO与rGO本身的结构性能有关。抑菌性能最好的是10mg/ml的棉基先织后还石墨烯织物,抑菌率为86.1%。电磁屏蔽效能最好的是10mg/ml的涤棉基先还原后织造石墨烯织物,约为25.3dB。基体材料对涂层整理织物的抑菌率、电磁屏蔽性能影响不大;石墨烯浓度、涂层整理工艺是影响织物抑菌率、电磁屏蔽性能的主要因素。(5)最后,通过模糊综合评价法分析得到了织物综合性能最好的是10mg/ml的涤棉基石墨烯织物,抗菌率为84.8%,电磁屏蔽性能为25.3dB。图20幅,表23个,参考文献59篇。