q石墨烯纱线是如何制备的？

石墨烯纱线的制备是一个涉及材料科学、纺织工程和纳米技术的复杂过程，其核心在于实现石墨烯与纤维基材的均匀复合。以下是关键制备步骤及技术要点：

一、原料预处理

石墨烯分散‌

采用两亲性生物质分散剥离剂（如聚乙烯吡咯烷酮）对石墨烯进行插层剥离，通过高速搅拌、球磨或超声波分散形成稳定分散液（质量浓度20%）。拉曼光谱需验证I2D/IG≥0.35，确保单层石墨烯结构完整性‌。

纤维基材选择‌

常用聚酯（PET）、尼龙（PA6）、莱赛尔纤维等作为基材，需预处理以改善相容性。例如，锦纶6纤维需添加1%抗静电剂（如DK101型）静置24小时，解决静电问题‌。

二、复合工艺

固液混合技术‌

将石墨烯分散液与纤维基材按1:10比例混合，通过双螺杆挤出机（温度81-139℃、转速63-80rpm）实现脱水、脱泡和熔融。此步骤形成三维导电网络结构，是性能稳定性的关键‌。

原位聚合技术‌

对于化学纤维（如PA6），可在聚合阶段直接引入石墨烯分散液，通过控制反应温度（如118-127℃）和真空度（-0.1MPa）实现分子级复合‌。

三、纺纱成型

纺丝原液制备‌

混合熔融料经单螺杆挤出机二次处理（温度110-139℃），形成均匀纺丝原液。螺杆压力需稳定在0.2MPa，确保石墨烯分布一致性‌。

纺纱工艺‌

采用紧赛纺工艺（如21支纱线、捻度65TPM），混纺时需控制比例（如52%石墨烯锦纶6+48%莱赛尔纤维），并通过二次上盘提高混合均匀度‌。

四、性能验证

结构检测‌：拉曼光谱验证石墨烯层数，X射线衍射分析结晶度。

功能测试‌：导电性（表面电阻≤10³Ω）、耐洗性（50次水洗后性能保留率≥90%）需通过AATCC 61-2013等标准‌。

该技术已应用于智能温控服装（如小米有品产品）和医疗防护领域，但需注意避免高温熨烫以保持功能持久性‌。