一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及再生聚酯纤维功能化制备领域，具体涉及一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法。

背景技术

再生聚酯纤维的升级利用是聚酯发展的一个重要方向，具有重要意义。可以预见，今后优质的循环利用聚酯企业的规模将日益扩大。另外，随着人们生活水平的提高，人们对于再生聚酯的功能性和性能要求也越来越高。

石墨烯自发现以来受到学术界和工业界广泛关注，以石墨烯为功能纳米粒子，为纤维及纺织品的高性能化和功能化带来了新的机遇。已有诸多报道了石墨烯与各种天然纤维、合成纤维及其制品结合。作为碳纳米材料，石墨烯具有优异的光吸收性能、光热转换性能和热传输能力。由于其独特的光学性质，诸多文献报道了基于石墨烯改性的纤维及织物具有优异的抗紫外、抗菌、抗静电、远红外等性能。但是由于独特的片层结构使其非常容易团聚，从而导致纤维可纺性的下降。此外，通过熔融纺丝制备于石墨烯填充或共混的聚合物复合纤维相关研究工作中，石墨烯的添加量都难以达到理想的目标，受限的石墨烯添加量使得复合纤维也很难获得预期的高性能和功能性。专利CN104630928B提供一种基于石墨烯增强阻燃再生聚酯短纤维的制备方法，但是并未对石墨进行分散处理，结果可能会影响纤维的可纺性。专利CN109096497B提出一种废旧聚酯纺织品深度讲解石墨烯共聚改性方法，该发明先用化学醇解得到聚酯低聚物，然后再与石墨烯混合后进行缩聚反应得到石墨烯前段再生共聚酯，这种化学回收法具有能量消耗量大、产品污染性大、生产工艺过程复杂、回收成本高等问题。

发明内容

本发明为了解决石墨烯纤维纺丝困难、易于团聚等问题，提出一种皮芯结构改性石墨烯再生聚酯纤维的制备方法，所述的方法包含：

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％-10％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中，采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性，具体包括：

首先，氧化石墨烯被加入水中，超声得到氧化石墨烯分散液，然后，将Tris-HCl加入到氧化石墨烯分散液中，并调节溶液pH为7.5-8.5，再滴加多巴胺，并在45～55℃反应24-48h.反应产物经过透析72-96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体；

将聚多巴胺改性石墨烯粉体加入到N,N-二甲基甲酰胺中,超声得到PDA-rGO分散液，使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到8-10,在超声作用下，将咪唑基离子溶液滴加至PDA-rGO分散液中，接着，向得到的混合分散液加入L-抗坏血酸开启搅拌模式，85～95℃冷凝回流，反应24-48h，经离心、洗涤、冷冻干燥后得到改性石墨烯。

步骤1中，所述的氧化石墨烯、多巴胺的质量比0.5～1.5g：0.01，进一步优选为1g：0.01。

所述的聚多巴胺改性石墨烯粉体、咪唑基离子、L-抗坏血酸的用量之比为0.05～0.2g：0.1～0.3g：0.2～0.4g，进一步优选为0.1g：0.2g：0.3g。

进一步优选，步骤1中聚多巴胺及咪唑基离子对氧化石墨烯改性特征：首先，1-3g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声0.5-2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将20-40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为7.5-8.5.进一步地,20-40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应24-48h.反应产物经过透析72-96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

进一步优选，步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30-60min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到8-10,在超声作用下，10-20mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中，开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24-48h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:10-20；各自在100-120℃的真空连续干燥12-24h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3-5min,熔融共混的温度设置为285-295℃。

步骤3中，皮、芯泵供量比为20-40:80-60,纺丝温度为285-295℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2-3.9倍，牵伸温度为75-105℃，热定型温度为125-135℃。

其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％-10％，芯层未添加任何功能母粒。达到外层石墨烯添加量多，减少内层石墨烯的浪费的目的。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本发明主要原理如下：石墨烯纳米片表面几乎没有活性官能团，由于片层间范德华力的存在，石墨烯纳米片容易在聚合物基体中发生团聚。因此，制备基于石墨烯填充的聚合物纳米复合材料的首要问题是解决石墨烯纳米片在聚合物基体中的团聚问题。作为最具代表性石墨烯衍生物之一，氧化石墨烯的表面含有羧基、环氧基和其他活性反应官能团。通过表面改性，包括共价键改性、非共价键改性和纳米杂化改性等可以有效减少团聚现象。另一方面，针对基于石墨烯的功能性聚合物复合材料，石墨烯与聚合物基体的界面结合强度差也是需要解决的问题。特别地，对于光热纳米粒子改性的聚合物基光热复合材料，强的界面作用是聚合物纳米复合材料实现对光的有效吸收、光热转换和热传输性能的核心问题PDA具有独特的氨基和酚类结构，PDA-rGO和聚酯基体之间可以通过氢键等相互作用形成较强的界面结合，这可以防止聚酯基体分子链在PDA-rGO表面的滑动，还可以有效地将应力传递到PDA-rGO纳米片上；此外，由于PDA具有“类贻贝”的强粘附性特征，PDA-rGO表面的有机分子和聚酯大分子链在熔融混合和纺丝过程中可能形成一定程度的分子链缠结现象。尽管表面改性是实现石墨烯在聚合物基体中分散的有效方法，但在后续熔融纺丝加工中，聚合物熔体细流的拉伸和热牵伸工艺是一个高速过程，纺丝原料和纺丝组件等必须满足相应的加工条件，这些因素限制了石墨烯在纤维中的添加量。咪唑基离子液体具有高表面活性、热稳定性和绿色环保等特点，可以满足纤维熔融纺丝的加工温度要求。其在较低的使用量下就可以实现高表面活性，并且非共价键修饰不会破坏石墨烯填料的固有结构和性能。经过咪唑基离子液体的修饰，可以进一步减少石墨烯的聚集，纳米填料的分散性进一步提高，同时在纤维基体中形成杂化三维网络结构。两种分散体表现出良好的协同效应。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明首先将利用多巴胺(DA)在石墨烯表面发生氧化自聚反应，制备得到同时表面改性和还原的聚多巴胺改性还原氧化石墨烯，然后，经过咪唑基离子液体非共价键改性，得到分散性良好的改性石墨烯。通过熔融纺丝制备皮芯结构的rPET/PDA-rGO复合纤维，PDA-rGO在rPET皮层表现出较好的分散性和界面相容性，且不影响可纺性。该复合材料在抗静电、抗紫外、光热转换领域有着广泛的应用前景，本发明可以很好解决当前石墨烯复合纤维添加量低、可纺性差、纤维内部石墨烯浪费等方面的缺陷。

本方法不仅可以应用于再生聚酯纤维的制备，还可以应用于再生聚酰胺、再生聚氨酯，再生聚丙烯等再生合成纤维。

本方法制备的改性石墨烯皮芯纤维具有优异的抗紫外、抗静电、抗菌和光热转换性能。

附图说明

图1为沉降实验图；

图2为抗紫外效果图；

图3为光热转换效果图。

具体实施方式

实施例1石墨烯含量变化1g

聚多巴胺及咪唑基离子对氧化石墨烯改性特征：首先，1g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声0.5h得到氧化石墨烯分散液。然后,将20mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为7.5-8.5.进一步地,20mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应24h.反应产物经过透析72h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯(PDA-rGO)粉体。

随后，咪唑基离子对PDA-rgo粉体进一步分散改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将GO分散液的pH调节到10,在超声作用下，10mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述GO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24-48h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:10；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3-5min,熔融共混的温度设置28 5℃，制得改性石墨烯再生母粒。

将步制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％，芯层未添加任何功能母粒。皮、芯泵供量比为20:80,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本方法不仅可以应用于再生聚酯纤维的制备，还可以应用于再生聚酰胺、再生聚氨酯，再生聚丙烯等再生合成纤维。

本方法制备的改性石墨烯皮芯纤维具有优异的抗紫外、抗静电、抗菌和光热转换性能。其中，抗紫外性能：UPF：326,UVA和UVB均小于2％；抗菌性能：对S.aureus和E.coli的抑菌率均达到99.9％；光热转换性能：在氙灯下(250W模拟太阳光)照射60s时,其表面温度达到63℃，远高于纯PET6纤维的表面温度(45℃)

实施例2石墨烯含量变化1.5g

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为5％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中聚多巴胺及咪唑基离子对氧化石墨烯改性特征：首先，1.5g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为8.5.进一步地,40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应48h.反应产物经过透析96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到10,在超声作用下，10mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:10；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3min,熔融共混的温度设置为285℃。制得改性石墨烯再生母粒。

步骤3中，将步制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％，芯层未添加任何功能母粒。皮、芯泵供量比为20:80,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本实例制备的石墨烯再生纤维相对于实施案例1，聚多巴胺更多的包覆在石墨烯表面，具有更好的分散作用。本方法制备的改性石墨烯皮芯纤维与实施例1中的抗紫外、抗菌性能、光热转换功能相近，但是实例2中的可纺性更好。

实施例3咪唑基离子溶液20ml

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为5％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中聚多巴胺对氧化石墨烯改性特征：首先，1.5g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为8.5.进一步地,40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应48h.反应产物经过透析96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到10,在超声作用下，20mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:10；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3min,熔融共混的温度设置为285℃，制得改性石墨烯再生母粒。

步骤3中，将步制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％，芯层未添加任何功能母粒。皮、芯泵供量比为20:80,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本实例制备的石墨烯再生纤维相对于实施案例2，咪挫基离子液体更多的包覆在改性石墨烯表面，咪挫基离子液体在较低的使用量下就可以实现高表面活性，并且非共价键修饰不会破坏碳纳米填料的固有结构和性能。本方法制备的改性石墨烯皮芯纤维与实施例2中的抗紫外、抗菌性能、光热转换功能相近，但是实例2中的可纺性更好。

实施例4母粒含量1:20

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为10％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中聚多巴胺对氧化石墨烯改性特征：首先，1.5g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为8.5.进一步地,40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应48h.反应产物经过透析96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到10,在超声作用下，20mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:20；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3min,熔融共混的温度设置为285℃，制得改性石墨烯再生母粒。

步骤3中，将步制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为5％，芯层未添加任何功能母粒。皮、芯泵供量比为20:80,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本实例制备的石墨烯再生纤维相对于实施案例3，本方法制备的石墨烯改性母粒含量低于实施例2。改性石墨烯皮芯纤维与实施例3中的抗紫外、抗菌性能、光热转换功能相近。

实施例5皮、芯泵供量比为40:60

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为10％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中聚多巴胺对氧化石墨烯改性特征：首先，1.5g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为8.5.进一步地,40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应48h.反应产物经过透析96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到10,在超声作用下，20mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:20；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3min,熔融共混的温度设置为285℃。

步骤3中，将步制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层改性石墨烯母粒的添加量为10％，芯层未添加任何功能母粒。皮、芯泵供量比为40:60,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本实例制备的石墨烯再生纤维相对于实施案例4，皮层石墨烯含量更高，本方法制备的改性石墨烯皮芯纤维与实施例4中的抗紫外、抗菌性能、光热转换功能均好于实施例4。

对比例1仅非离子液体改性

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为5％-10％，芯层未添加任何功能母粒。未对石墨烯进行聚多巴胺改性，直接采用咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤。

步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到10,在超声作用下，20mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:20；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3min,熔融共混的温度设置为285℃。

步骤3中，皮、芯泵供量比为20:80,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本对比例未对石墨烯进行聚多巴胺改性，结果表明，石墨烯分散性降低。

对比例2仅聚多巴胺改性

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将步骤1中得到的改性石墨烯与再生聚酯瓶片按比例配比，后进行干燥、预混，再经过双螺杆挤出机造粒，制得改性石墨烯再生母粒。步骤3，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为5％-10％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中聚多巴胺对氧化石墨烯改性特征：首先，1.5g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为8.5.进一步地,40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应48h.反应产物经过透析96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

步骤2中，改性后石墨烯与再生聚酯质量比例为1:20；各自在120℃的真空连续干燥12h。然后，在双螺杆挤出机上，熔融共混3min,熔融共混的温度设置为285℃。

步骤3中，皮、芯泵供量比为40:60,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本对比例中，未对石墨烯进行离子液体分散改性处理，石墨烯分散性降低，纤维的可纺性下降。

对比例3未对石墨烯进行造粒

步骤1,采用聚多巴胺及咪唑基离子液体非共价键对氧化石墨烯进行分散性改性；步骤2，将上述制备得到的改性石墨烯母粒与再生聚酯瓶片进行熔融纺丝，采用皮芯喷丝板，其中皮层石墨烯母粒的添加量为10％，芯层未添加任何功能母粒。

步骤1中聚多巴胺对氧化石墨烯改性特征：首先，1.5g氧化石墨烯被加入500mL去离子水中,超声2h得到氧化石墨烯分散液。然后,将40mL(0.03mg/mL)Tris-HCl加入到上述氧化石墨烯分散液，并调节溶液pH为8.5.进一步地,40mL(0.5mg/mL)多巴胺滴加至上述溶液，并在50℃反应48h.反应产物经过透析96h后，冷冻干燥得到聚多巴胺改性石墨烯粉体。

步骤1咪唑基离子对氧化石墨烯改性步骤：0.1g聚多巴胺改性后的石墨烯加入到100mL DMF中,超声30min得到分散液。使用NaOH将PDA-rGO分散液的pH调节到10,在超声作用下，20mL的咪唑基离子溶液(0.02g/mL，溶剂为DMF)缓慢滴加至上述PDA-rGO分散液中。接着，将得到的混合分散液倒入250mL三口烧瓶，并进一步将10mL L-抗坏血酸(0.03g/mL)滴加入烧瓶中,开启搅拌模式，90℃冷凝回流，反应24h。经离心、洗涤、冷冻干燥后得到最终产物。

本对比例中未进行石墨烯造粒步骤，直接将粉末与再生聚酯瓶片进行混合干燥，应用于皮层供应。

步骤3中，皮、芯泵供量比为40:60,纺丝温度为285℃，纺丝速度为2000-3000m/min,牵伸比为3.2倍，牵伸温度为75℃，热定型温度为125℃。

改性石墨烯皮芯结构再生聚酯制备方法中，其特征是所述皮层和芯层的纺丝温度相差小于15℃。

本对比例中，因为未对石墨烯进行造粒，导致可纺性差，石墨烯粉末不均，有团聚现象，可纺性差。

如图1所示，表明了经过沉降实验，经过聚多巴胺改性后的石墨烯具有良好的分散性。

如图2所示，表明经过PDA和咪挫基离子改性后，纤维的UPF值得到提高，UVA值下降，说明经过PDA和咪挫基离子改性后纤维的抗紫外性能明显增强。

如图3所示，表明经过改性后的纤维，其光热转换性能得到很好的提高。