摘要：生物質石墨烯內暖絨是基于生物質石墨烯開發的一種新型功能合成纖維材料。 文中主要對生物質石墨烯內暖絨的透氣性、保溫性、抑菌性、升溫速率等進行測試，并與市場同類品生物絨絮片做對比。 結果表明，生物質石墨烯內暖絨具有較好的透氣性、保溫率，其壓縮彈性率大于92%、保溫率大于 84%、透氣率大于462 mm/s;生物質石墨烯內暖絨具有優異的抑菌性能，對金黃色葡萄球菌抑菌率大于 99%、大腸桿菌抑菌率為99%、對白色念珠菌抑菌率為96%;相同克質量的生物質石墨烯內暖絨的升溫速率及保暖性明顯高于生物絨。

　　關鍵詞：生物質石墨烯;內暖絨;生物絨;升溫速率;透氣性;保溫性;抑菌性

　　1 試驗

　　1.1 試驗材料與儀器原料：生物質 石 墨 烯 粉 體(濟南圣泉集團自制)，PET 粉末、聚酯切片、內暖絨、內暖絨被(濟南圣泉集團)， 生物絨及其絮片 (杜邦公司)。

　　藥品：K90 分散劑 (濟南圣泉集團股份有限公司)。儀器：YG(B)461D 型數字式織物 透 氣 量 儀、YG(B)606E 型 織 物保溫性能測試儀(武漢國量儀器有限公司)，YG(B)606G 型紡織品熱阻和濕阻測試儀(溫州大榮紡織儀器有限 公司)，GM320 遠紅外測溫儀(上海邁哲電子科技有限公司)、氣流粉碎機、勻質機、混料機、失重計量電子秤、雙螺桿擠出機、母粒切斷機、雙錐干燥機、真空包裝機、熱風干燥機、切片預混機、計量進料器、紡絲機、牽伸機、蒸汽干燥機、熱定形機組、纖維切斷機、打包機。

　　1.2 試驗方法

　　1.2.1 生物質石墨烯聚酯母粒制備將生物質石墨烯加入分散劑后進行攪拌，攪拌均勻隨即進行粉碎，細度控制在紡絲的范圍內。 再對聚酯切片進行粗粉碎以增大切片的比表面積和附著力。 將處理后的石墨烯和切片粉末按計量比例混合攪拌，混合均勻后，通過加料漏斗將其投入到雙螺桿擠出機中，得到石墨烯內暖絨母粒。 對母粒進行干燥，真空包裝。

　　1.2.2 內暖絨的制備將生物質石墨烯聚酯母粒和空白聚酯切片充分混合，得到分散均勻的物料，將物料加入到螺桿擠出機中，在加熱及旋轉前移過程中經歷溫度、壓力、黏度等變化形成高壓熔體狀的漿液，壓入過濾器進行粗過濾， 去除部分固體雜質;再進入箱體使之壓力均勻后經過計量泵到組件，在組件中經過多層濾網過濾形成純凈的 PET 漿液;通過單、多孔噴出熔體細流，經 環吹風冷卻后進入卷繞工序。 通過牽引機將各分散的絲束集中送入落桶工序的盛絲桶中，將若干絲束并成一定粗細、張力均勻的 絲束，然后牽至牽伸工序， 通過三道牽伸機 拉伸，使絲束內部結構發生劇烈的物理反應， 改善絲束的物理性能，使絲束二次成型;通過卷曲機的擠壓使絲束具有天然棉毛的卷曲狀，改善絲束的紡織性能、增加絲束的抱合力和回彈力。 經過卷曲的絲束進入熱定形機， 使絲束的含水率 降低，同時在熱作用下，消除纖維的內應力、提高結晶度，改善 纖維的使用性能;將絲束按照不同的要求切成不同規格的短絲，打包成一定規定尺寸形狀的半成品包;最后進行開松得到合格的內暖絨。

　　1.3 生物質石墨烯內暖絨性能測試

　　1.3.1 拉伸性能參照 GB/T 14337—2008《化學纖維 短纖維拉伸性能試驗方法》測試樣品的拉伸性能。

　　1.3.2 疵點含量參照 GB/T 14339—2008《化學纖維短纖維疵點試驗方法》測試樣品的疵點。

　　1.3.3 卷曲率參照 GB/T 14338—2008《化學纖維短纖維卷曲性能試驗方法》測試。

　　1.3.4 比電阻參照 GB/T 14342—2015《化學纖維短纖維比電阻試驗方法 》測試。

　　1.3.5 透氣性能參照 GB/T 5453—1997 《紡織品 織物透氣性的測定》測定試樣。

　　2 結果與討論

　　2.1 生物質石墨烯含量對內暖絨性能的影響選擇樣品 A1 (1%石墨烯，0.28 tex×64 mm)、A2 (2%石 墨 烯 ，0.28 tex×64 mm)， 測試其物理性能，如表 2 所示。由表 2 可知，隨著生物質石墨烯含量的增加，斷 裂伸長率、斷裂強度變異系數、疵點含量、卷曲率、比電阻都明顯增大，纖維的斷裂強度反而減小;生物質石墨烯的含量增加，纖維斷裂強度的離散程度增大，石墨烯顆粒不均勻造成纖維的強力下降。石墨烯含量增加，斷裂伸長率增大，提高了纖維的柔韌性。

　　2.2 內暖絨克質量對其性能影響對 克 質 量 為 140 g/m2 和 120 g/m2 的石墨烯內暖絨絮片的性能進行測試，如表 3 所示。由表 3 可知，生物質石墨烯內暖絨的壓縮彈性率大于 92%、保溫率大于 84%、透氣率大于 462 mm/s，隨著克質量增加，內暖絨絮片的透氣性下降;相同克質量 下，燙光絮片較未燙光絮片的蓬松度、 克羅值、透氣率下降，但下降不明顯。

　　2.3 內暖絨的抑菌性能對內暖絨纖維 (1%生物質石墨烯、0.28 tex× 64 mm) 進行抑菌性能測試，如表 4 所示。由表 4 可知，生物質石墨烯內暖絨對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌均具有優異的抑菌效果，尤其是對金黃色葡萄球菌的抑菌率達到了 99%以上。

　　2.4 內暖絨的升溫速率

　　2.4.1 內暖絨纖維升溫速率對比內暖絨纖維和生物絨纖維的升溫速率，如圖 1 所示。由圖 1 可知， 光照 2 min 內，內暖絨絮片的升溫速率明顯大于生物絨，且當照射時間為 6 min 左右時內暖絨和生物絨的溫度達到平衡，內暖絨溫度明顯高于生物絨。

　　2.4.2 內暖絨絮片的升溫速率探討幾種不同絮片的升溫速率，如圖 2 所示。由圖 2 可知，相同克質量的內暖絨絮片在相同的光照條件下，燙光后的溫度低于于未燙光的，因為燙光后的絮片蓬松度下降、熱阻降低， 從而降低了絮片的蓄熱性能;而相同克質量的內暖絨絮片升溫速率高于咖啡炭絮片，且內暖絨最終的溫度高于咖啡炭絮片。

　　3 結論

　　3.1 生物質石墨烯內暖絨具有較好的透氣性、保溫率，其壓縮彈性率大于 92%、 保溫率大于 84%、透氣率大于 462 mm/s。 3.2 生 物 質 石 墨 烯 添 加 量 為 1% 的內暖絨具有優異的抑菌性能，金黃色葡萄球菌抑菌率大于 99%、大腸桿菌抑菌率為 99%、白色念珠菌抑菌率為 96%。

　　3.3 相同克質量的生物質石墨烯內暖絨的升溫速率及保暖性明顯高于生物絨，內暖絨可用于高端棉被的開發， 滿足人們對棉被輕薄、舒適、保暖性能的要求。

　　參考文獻

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　　《生物質石墨烯內暖絨絮片的制備及性能研究》來源：《針織工業》，作者：韓素青，王雙成，呂冬生，唐一林。