CN105002595B - 一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维及其制备方法。本发明纤维包括A组分、B组分，以部分外露型、并列型或皮芯型相组合，且每根纤维外表面积的20～100﹪为B组分。该方法是将0.1～1wt﹪部分还原石墨烯的聚酯和含4～20wt﹪的含部分还原石墨烯和TiO2的纳米复合填料的聚酯结晶、干燥后进行熔融复合纺丝，然后在80～160℃下牵伸、松弛热定型，并通过还原处理使纤维中部分还原石墨烯还原至碳/氧原子比达到9/1～15/1即可。本发明制得的纤维可在较高纺丝速度下生产，生产效率高；具有较低单丝纤度、较高强度和较低电阻率，满足抗静电需求；同时具有抗菌和阻燃性能，因而具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维及其制备方法。
背景技术
功能纤维是指具有一个或多个特殊功能的新型纤维，如导电纤维、阻燃纤维、抗菌纤维等。功能纤维具有高技术含量、高附加值、高市场需求的特点。以导电纤维为例，由于具有防静电、吸收电磁波等特性，是防静电防爆服、无尘无菌服、高档服装及家纺等高附加值产品的必需原料，应用于航空航天、国防军工、石化、采矿、微电子、生物医药、精密加工、纺织服装等众多领域，市场前景广阔。
功能纤维的制备一般通过在高分子基体中添加微米或纳米级功能填料，包括炭黑、金属及金属氧化物粉末、碳纳米管或纳米碳纤维等，然后经纺丝工艺制得。为实现所需的功能如导电，填料的含量必须超过某一特定值时才能形成导电网络，该值通常被称为“逾渗阈值”。传统填料(如炭黑和金属粉末)的逾渗阈值较高，往往超过20﹪，由此带来可纺性变差、纤维强度下降、手感僵硬、纤度和密度增加等问题。
此外，传统填料的功能单一。例如：炭黑主要起到导电作用；氢氧化镁起阻燃作用；银、铜、锌等金属(或其离子)主要起到抗菌作用，等等。为实现复合功能，往往需要同时添加多种填料，当其含量均达到足够高时，分别产生导电、阻燃、抗菌等效果。这势必进一步增加填料在高分子基体中的含量，使上述可纺性及纤维性能方面的问题更加突出。因此，兼具多种功能的高分子复合功能纤维尽管前景诱人，但其研发难点仍然很大。
作为继碳纳米管之后最新发展的一类纳米材料，石墨烯具有更优异的导电性和极高的径厚比和比表面积。据报道，石墨烯在各种高分子中的逾渗阈值低至0.1～3.8vol﹪，在极低的添加量下即可获得显著的导电性提升。公开号为CN103710790A的中国发明专利申请采用石墨烯为功能填料，通过原位聚合和复合纺丝工艺制备得到抗静电、抗菌、石墨烯增强的双组分复合聚酯纤维，其中组分A为不含石墨烯的聚酯，组分B为含重量百分比0.3～3.0﹪的石墨烯的聚酯。公开号为CN103215689A的中国发明专利申请公开了一种石墨烯改性尼龙6纤维的制备方法，将石墨烯进行羧基化、酰氯化和氨基化处理后，通过原位聚合反应制得石墨烯改性的尼龙6熔体，再经熔融纺丝工艺得到石墨烯增强尼龙6纤维。
可见，采用石墨烯为功能填料制备高分子复合功能纤维已受到重视。利用石墨烯较低的逾渗阈值，有可能在较低的填料含量下实现增强、导电、抗菌等特性。但石墨烯的纳米片层结构及其表面缺乏活性基团也导致其片层间结合力极高，直接与高分子混合不易剥离，反而形成微米级别的团聚体，严重削弱了其高比面积、高电导率和低逾渗阈值等优势。公知技术通过化学接枝等手段对石墨烯进行改性可促进其在高分子中的分散，但反应过程复杂、制备效率低，不利于产业化应用。因此，有必要开发新的石墨烯/高分子复合功能纤维及其制备方法以满足新兴市场对复合功能纤维的需要。
发明内容
本发明的第一个目的是针对上述技术现状，提供一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维。
本发明的高分子复合功能纤维包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为75/25～95/5，且二者以部分外露型、并列型或皮芯型相组合，以使每根纤维外表面积的20～100﹪为B组分；
所述的A组分为含质量百分比为0.1～1﹪部分还原石墨烯的聚酯；
所述的B组分为含质量百分比为4～20﹪纳米复合填料的聚酯；其中纳米复合填料包括部分还原石墨烯和纳米二氧化钛(TiO2)，纳米二氧化钛(TiO2)与部分还原石墨烯的质量比为1/3～3/1；
上述的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1～15/1；
进一步地，所述的B组分中纳米复合填料除含有部分还原石墨烯和纳米二氧化钛(TiO2)外，还可以包括碳纳米管、纳米炭黑中的一种或两种；
作为优选，所述的B组分中部分还原石墨烯的质量百分比为1～5﹪；
作为优选，所述的B组分中碳纳米管与部分还原石墨烯的质量比为1/1～3/1；
作为优选，所述的B组分中纳米炭黑与部分还原石墨烯的质量比为1/1～9/1；
所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
本发明的第二个目的是提出上述含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的制备方法。
本发明方法包括以下步骤：
步骤(1)、制备含质量百分比为0.1～1﹪部分还原石墨烯的聚酯作为A组分聚酯：
1.1在常温下将氧化石墨烯粉末加入醇A中，先机械搅拌10～30分钟，再经超声波分散30～60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；
所述的氧化石墨烯粉末的碳/氧原子比为3/1～5/1，片层层数为2～8层，片层厚度为2～20纳米，二维平面尺寸为0.2～2微米，其在混合浆液A中的含量由本领域技术人员通过聚合反应效率和A组分聚酯中部分还原石墨烯的含量计算得到；
1.2将步骤(1.1)得到的混合浆液A和精对苯二甲酸或精2,6-萘二甲酸二甲酯在反应釜中进行酯化、聚合，本领域技术人员可根据反应装置等实际情况调节酯化和聚合反应的温度及时间，在此过程中氧化石墨烯发生部分还原，从而制得含质量百分比为0.1～1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为A组分聚酯；
步骤(2)、制备含质量百分比为4～20﹪的含部分还原石墨烯和纳米二氧化钛(TiO2)的纳米复合填料的聚酯作为B组分聚酯：
2.1在常温下将氧化石墨烯粉末与纳米二氧化钛(TiO2)加入高速搅拌机中，以10000～30000r/min的速度搅拌5～25s，重复此干态混合过程2～6次；或者先用上述方法采将氧化石墨烯粉末与纳米二氧化钛(TiO2)进行干态混合，保证其充分接触，再加入碳纳米管或纳米炭黑或碳纳米管和纳米炭黑两种，重复此干态混合过程2～6次，得到纳米复合填料；
所述的氧化石墨烯粉末的碳/氧原子比为3/1～5/1，片层层数为2～8层，片层厚度为2～20纳米，二维平面尺寸为0.2～2微米；
所述的纳米复合填料中的纳米二氧化钛(TiO2)和氧化石墨烯的质量比为1/3～3/1；
作为优选，所述的纳米二氧化钛(TiO2)的直径小于或等于氧化石墨烯的片层厚度；
所述的纳米复合填料中的碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1/1～3/1；
作为优选，所述的碳纳米管的外径小于或等于氧化石墨烯的片层厚度；
所述的纳米复合填料中的纳米炭黑和氧化石墨烯的质量比为1/1～9/1；
作为优选，所述的纳米炭黑的直径小于或等于氧化石墨烯的片层厚度；
2.2将步骤(2.1)得到的纳米复合填料粉末加入醇B中进行湿态混合，先机械搅拌10～30分钟，再经超声波分散30～90分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；
所述的纳米复合填料在混合浆液B中的含量由本领域技术人员通过聚合反应效率和B组分聚酯中纳米复合填料的含量计算得到；
所述的醇A、醇B各自独立为乙二醇、1，3-丙二醇或1，4-丁二醇；
2.3将步骤(2.2)得到的混合浆液B和精对苯二甲酸或精2,6-萘二甲酸二甲酯在反应釜中进行酯化、聚合，为降低聚合产物黏度和提高反应效率，醇B与精对苯二甲酸或精2,6-萘二甲酸二甲酯的摩尔比为1.2/1～2.4/1，本领域技术人员可根据反应装置等实际情况调节酯化和聚合反应的其他条件如温度及时间，在此过程中氧化石墨烯发生部分还原，从而制得含质量百分比为4～20﹪的含部分还原石墨烯的纳米复合填料的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为B组分聚酯；
步骤(3)、制备包括A组分和B组分的高分子复合功能纤维：
3.1将步骤A得到的A组分聚酯和步骤B得到的B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为75/25～95/5，然后在500～1500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到包括A组分和B组分的高分子复合原生纤维；
所述的复合喷丝板的类型为部分外露型、并列型或皮芯型，出口孔径为0.3～0.7mm，长径比为2～4；
作为优选，所述的复合喷丝板的纵截面至少具有一段沿挤出方向逐渐收缩的形状，使熔体在通过口模时受到拉伸作用；为了充分实现这种拉伸作用并避免喷丝板堵塞，喷丝板纵截面中逐渐收缩的形状为半双曲线形。
本领域技术人员可根据熔体压力、挤出胀大比、丝条张力等选取熔融温度、螺杆转速等使可纺性满足生产要求，同时优选计量泵转速和喷丝板组合使每根纤维外表面积的20～100﹪为B组分聚酯；
3.2将步骤(3.1)得到的高分子复合原生纤维在80～160℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为1.5～2.5倍，松弛百分比为牵伸比的10～20﹪，并通过还原处理使纤维中的部分还原石墨烯进一步还原至碳/氧原子比达到9/1～15/1，从而得到包括A组分和B组分的高分子复合功能纤维；
所述的还原处理为紫外光辐照或等离子体处理；
其中所述的紫外光辐照还原处理条件是紫外光波长为500～900nm，辐照时间为30～90分钟，纤维处理温度为20～160℃；
作为优选，所述的紫外光辐照处理在无氧气氛中进行；
其中所述的等离子体处理还原处理条件是气氛为氢气或氢气/氩气比例为2/1的混合气体，工作气压为10～100Pa，功率为50～100W，处理时间为10～90分钟，处理温度为20～60℃。
本发明方法通过优选纳米功能填料的种类、规格和配比，在适当的原位聚合和复合纺丝条件下生产出性能优异的高分子复合功能纤维。首先，优选氧化石墨烯的碳/氧原子比、片层层数、厚度及二维平面尺寸，实现其在聚合反应体系及最终产物中的均匀、稳定分散；当氧化石墨烯含量较高(≥1﹪)时，针对其分散难度增大的问题，进一步添加比例适当、尺寸匹配的其他纳米填料，通过特定的干-湿两步法混合，形成特定纳米粒子组合，产生静电排斥和空间位阻效应，实现较高含量纳米复合填充体系的均匀、稳定分散；纺丝过程中通过优选喷丝板的种类、规格和截面形状，不仅获得特定的纤维复合结构，而且使熔体在通过喷丝板时受到强度和时间均足够高的拉伸流场作用，促进纳米粒子在纤维中的择优排布，最大限度地发挥出其对纤维性能和功能的作用；进一步通过牵伸、定型和还原处理，提高部分还原石墨烯的碳/氧原子比，发挥其导电、抗菌和阻燃的多重作用。总之，本发明通过优选纳米复合填料的配方和添加方式，并运用复合熔融纺丝优化纤维结构，在总填料含量较低时(≤20﹪)获得良好的熔融可纺性和纤维性能与功能。
本发明方法制得的含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维可在较高纺丝速度(500～1500米/分)下生产，生产效率较高；具有较低的单丝纤度(3～7dtex)、较高的强度(≥2.0cN/dtex)和较低的电阻率(≤109S/cm)，满足抗静电需求；同时具有抗菌和阻燃性能，因而具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案及效果作进一步的描述。
比较例1：
取二维平面尺寸(粒径)为0.5～2微米的石墨烯粉末10千克加入90千克乙二醇中混合，并加入3千克分散促剂(如硅烷酯类或氨基硅烷酯类分散剂的一种或其混合物)，3千克偶联剂，搅拌均匀后研磨3小时，再用超声波分散3小时，制成石墨烯分散均匀的石墨烯/乙二醇溶液，再将精对苯二甲酸按照(精对苯二甲酸/乙二醇)的摩尔比(1/1.15)的比例加入石墨烯/乙二醇溶液，搅拌0.5个小时，形成均匀浆料，然后按照聚酯生产工艺，加温进行酯化和聚合反应，生产聚酯熔体，并冷却造粒，该聚酯粒子的特性黏度为0.658dl/g，石墨烯在该聚酯粒子中的有效质量含量为3.0﹪；
将普通聚酯粒子作为A组分，上述含石墨烯3.0﹪的聚酯粒子作为B组分，将A、B组分分别结晶、干燥后，通过各自的螺杆和计量装备分别注入复合纺丝工艺各自的箱体中，A、B组分按质量比60/40～90/10的比例进行复合纺丝，生产具有并列、皮芯或偏芯结构的复合纤维。该复合纤维的电阻率达到105～109Ω·cm，具有抗静电和抗菌作用，但不具有阻燃性能。可见，当复合纤维中某一组分不含石墨烯时，该纤维无法兼具抗静电、抗菌和阻燃性能。
比较例2：
取碳/氧原子比低于5/1的氧化石墨烯粉末10千克加入100千克乙二醇中，搅拌均匀后研磨3小时，再用超声波分散3小时，制成氧化石墨烯分散均匀的氧化石墨烯/乙二醇溶液，再将精对苯二甲酸按照(精对苯二甲酸/乙二醇)的摩尔比(1/1.15)的比例加入氧化石墨烯/乙二醇溶液，搅拌0.5个小时，形成均匀浆料，然后按照聚酯生产工艺，加温进行酯化和聚合反应，生产聚酯熔体，并冷却造粒，该聚酯粒子的特性黏度为0.658dl/g，氧化石墨烯在反应过程中发生部分还原，其碳/氧原子比升高至6/1～8/1，且在聚酯粒子中的有效质量含量为3.0﹪；
将普通聚酯粒子作为A组分，上述含部分还原石墨烯(碳/氧原子比为6/1～8/1)3.0﹪的聚酯粒子作为B组分，将A、B组分分别结晶、干燥后，通过各自的螺杆和计量装备分别注入复合纺丝工艺各自的箱体中，A、B组分按质量比60/40～90/10的比例进行复合纺丝，生产具有并列、皮芯或偏芯结构的复合纤维。该复合纤维的电阻率高于1013Ω·cm，不具有抗静电作用，也不具有阻燃性能。可见，当复合纤维中的氧化石墨烯或部分还原石墨烯的还原程度不足，即碳/氧原子比比较低(<9/1)时，该纤维不具有抗静电等性能。
实施例1：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末2.8千克加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌30分钟，再经超声波分散30分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照乙二醇/精对苯二甲酸为1.2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入锑系或钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在260～280℃进行聚合，从而制得含质量百分比为1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.67dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为3.5/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末5.7千克与平均直径为2纳米的纳米二氧化钛(TiO2)1.9千克加入高速搅拌机中，以30000r/min的速度搅拌5s，重复此干态混合过程2次，得到含氧化石墨烯和纳米二氧化钛(TiO2)的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照乙二醇/精对苯二甲酸为1.8/1的摩尔比加入反应釜中，并加入锑系或钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在260～280℃进行聚合，从而制得含质量百分比为4﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为B组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.65dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为6/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为0.9mm、出口孔径为0.3mm、长径比为2、纵截面为半双曲线的五点外露型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为75/25，然后在1500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在160℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.5倍，松弛百分比为牵伸比的20﹪；并在90℃、无氧条件下进行紫外光辐照90分钟，紫外光波长为500nm，最终得到单丝纤度为3.0dtex、纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1。
实施例2：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末0.24千克加入100千克1，3-丙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照1，3-丙二醇/精对苯二甲酸为1.2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在205～225℃进行酯化，然后在230～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为0.1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.92dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5.3/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末5.8千克与平均直径为10纳米的纳米二氧化钛(TiO2)17.4千克加入高速搅拌机中，以20000r/min的速度搅拌25s，重复此干态混合过程4次，得到含氧化石墨烯和纳米二氧化钛(TiO2)的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克1，4-丁二醇中，在常温下先机械搅拌30分钟，再经超声波分散90分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照1，4-丁二醇/精对苯二甲酸为2.4/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在220～250℃进行聚合，从而制得含质量百分比为20﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为B组分聚酯,经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.90dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为1.5mm、出口孔径为0.5mm、长径比为3、纵截面为锥形的并列型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为85/15，然后在500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在80℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为1.5倍，松弛百分比为牵伸比的10﹪；并在20℃进行紫外光辐照60分钟，紫外光波长为700nm，最终得到单丝纤度为5.0dtex、纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到15/1。
实施例3：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末1.2千克加入100千克1，4-丁二醇中，在常温下先机械搅拌20分钟，再经超声波分散45分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照1，4-丁二醇/精对苯二甲酸为1.2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在220～250℃进行聚合，从而制得含质量百分比为0.55﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.90dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为4.2/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末7.8千克与平均直径为18纳米的纳米二氧化钛(TiO2)7.8千克加入高速搅拌机中，以10000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程6次，得到含氧化石墨烯和纳米二氧化钛(TiO2)的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克1，3-丙二醇中，在常温下先机械搅拌20分钟，再经超声波分散30分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照1，3-丙二醇/精对苯二甲酸为2.4/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在205～225℃进行酯化，然后在230～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为12﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为B组分聚酯,经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.89dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为3.4/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为2.8mm、出口孔径为0.7mm、长径比为4、纵截面为锥形的皮芯型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为95/5，然后在1000米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的100﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在120℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.0倍，松弛百分比为牵伸比的15﹪；并在40℃、氢气气氛中等离子体处理90分钟，工作气压为100Pa，功率为50W，最终得到单丝纤度为7.0dtex、纤维外表面积的100﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到12/1。
实施例4：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末3.8千克加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌20分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精2,6-萘二甲酸二甲酯按照乙二醇/精2,6-萘二甲酸二甲酯为1.15/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在230～250℃进行酯化，然后在270～290℃进行聚合，从而制得含质量百分比为1﹪的部分还原石墨烯的聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.86dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为4.5/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末3.7千克与平均直径为5纳米的纳米二氧化钛(TiO2)3.7千克加入高速搅拌机中，以30000r/min的速度搅拌5s，重复此干态混合过程6次，再加入平均直径为2纳米的单壁碳纳米管7.4千克，以30000r/min的速度搅拌5s，重复此干态混合过程6次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)和碳纳米管的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精2,6-萘二甲酸二甲酯按照乙二醇/精2,6-萘二甲酸二甲酯为1.2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在230～250℃进行酯化，然后在260～290℃进行聚合，从而制得含质量百分比为4﹪的纳米复合填料的聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为B组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.89dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为1.0mm、出口孔径为0.3mm、长径比为3、纵截面为半双曲线的三点外露型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为75/25，然后在1000米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在160℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.5倍，松弛百分比为牵伸比的20﹪；并在160℃、无氧条件下进行紫外光辐照30分钟，紫外光波长为900nm，最终得到单丝纤度为7.0dtex、纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到12/1。
实施例5：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末2.1千克加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌30分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精2,6-萘二甲酸二甲酯按照乙二醇/精2,6-萘二甲酸二甲酯为1.15/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在230～250℃进行酯化，然后在270～290℃进行聚合，从而制得含质量百分比为0.55﹪的部分还原石墨烯的聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.88dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5.6/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末4.3千克与平均直径为10纳米的纳米二氧化钛(TiO2)4.3千克加入高速搅拌机中，以20000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程4次，再加入平均直径为10纳米的多壁碳纳米管4.3千克和平均直径为10纳米的纳米炭黑4.3千克，以20000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程4次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)、碳纳米管和纳米炭黑的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照乙二醇/精对苯二甲酸为2.4/1的摩尔比加入反应釜中，并加入锌系或钛系催化剂，在215～240℃进行酯化，然后在260～280℃进行聚合，从而制得含质量百分比为12﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为B组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.58dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为3.9/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为2.4mm、出口孔径为0.5mm、长径比为4、纵截面为半双曲线的三点外露型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为85/15，然后在1500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在160℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.0倍，松弛百分比为牵伸比的15﹪；并在160℃、无氧条件下进行紫外光辐照60分钟，紫外光波长为500nm，最终得到单丝纤度为5.0dtex、纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1。
实施例6：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末1.6千克加入100千克1，3-丙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散45分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照1，3-丙二醇/精对苯二甲酸为1.8/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在205～225℃进行酯化，然后在230～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.92dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为3.3/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末6.4千克与平均直径为12纳米的纳米二氧化钛(TiO2)6.4千克加入高速搅拌机中，以10000r/min的速度搅拌25s，重复此干态混合过程2次，再加入平均直径为12纳米的纳米炭黑12.8千克，以10000r/min的速度搅拌25s，重复此干态混合过程2次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)和纳米炭黑的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克1，3-丙二醇中，在常温下先机械搅拌30分钟，再经超声波分散90分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照1，3-丙二醇/精对苯二甲酸为2.4/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在205～230℃进行酯化，然后在230～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为20﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为B组分聚酯,经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.86dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5.5/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为1.4mm、出口孔径为0.7mm、长径比为2、纵截面为锥形的三点外露型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为95/5，然后在500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在80℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为1.5倍，松弛百分比为牵伸比的10﹪；并在60℃、氢气气氛中等离子体处理10分钟，工作气压为10Pa，功率为100W，最终得到单丝纤度为7.0dtex、纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1。
实施例7：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末1.2千克加入100千克1，4-丁二醇中，在常温下先机械搅拌20分钟，再经超声波分散45分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照1，4-丁二醇/精对苯二甲酸为1.2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在220～250℃进行聚合，从而制得含质量百分比为0.55﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.90dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为3.3/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末2.2千克与平均直径为18纳米的纳米二氧化钛(TiO2)4.4千克加入高速搅拌机中，以30000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程2次，再加入平均直径为18纳米的纳米炭黑19.8千克，以30000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程2次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)和纳米炭黑的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克1，4-丁二醇中，在常温下先机械搅拌20分钟，再经超声波分散30分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照1，4-丁二醇/精对苯二甲酸为1.2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在225～245℃进行酯化，然后在240～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为12﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为B组分聚酯,经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.84dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为4/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为1.4mm、出口孔径为0.3mm、长径比为3、纵截面为半双曲线的五点外露型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为75/25，然后在1000米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在80℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.0倍，松弛百分比为牵伸比的20﹪；并在90℃进行紫外光辐照20分钟，紫外光波长为900nm，最终得到单丝纤度为3.0dtex、纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1。
实施例8：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末2.9千克加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌30分钟，再经超声波分散45分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照乙二醇/精对苯二甲酸为1.15/1的摩尔比加入反应釜中，并加入锑系或钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在260～280℃进行聚合，从而制得含质量百分比为1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.63dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为4.4/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末1.8千克与平均直径为2纳米的纳米二氧化钛(TiO2)5.4千克加入高速搅拌机中，以30000r/min的速度搅拌5s，重复此干态混合过程6次，再加入平均直径为2纳米的单壁碳纳米管5.4千克和平均直径为2纳米的纳米炭黑9千克，以10000r/min的速度搅拌25s，重复此干态混合过程6次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)、碳纳米管和纳米炭黑的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精2,6-萘二甲酸二甲酯按照乙二醇/精2,6-萘二甲酸二甲酯为2.4/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在230～250℃进行酯化，然后在260～290℃进行聚合，从而制得含质量百分比为12﹪的纳米复合填料的聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为B组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.78dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为4.9/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为2.8mm、出口孔径为0.5mm、长径比为4、纵截面为半双曲线的并列型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为75/25，然后在1500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在160℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.0倍，松弛百分比为牵伸比的15﹪；并在60℃、氢气/氩气比例为2/1的混合气体气氛中等离子体处理50分钟，工作气压为55Pa，功率为75W，最终得到单丝纤度为7.0dtex、纤维外表面积的60﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到12/1。
实施例9：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末0.29千克加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌20分钟，再经超声波分散30分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照乙二醇/精对苯二甲酸为1.15/1的摩尔比加入反应釜中，并加入锑系或钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在260～280℃进行聚合，从而制得含质量百分比为0.1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.65dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5.3/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末2.2千克与平均直径为10纳米的纳米二氧化钛(TiO2)6.6千克加入高速搅拌机中，以20000r/min的速度搅拌25s，重复此干态混合过程6次，再加入平均直径为10纳米的多壁碳纳米管6.6千克和平均直径为10纳米的纳米炭黑6.6千克，以10000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程6次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)、碳纳米管和纳米炭黑的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克1，4-丁二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照1，4-丁二醇/精对苯二甲酸为2.4/1的摩尔比加入反应釜中，并加入锑系或钛系催化剂，在225～235℃进行酯化，然后在230～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为20﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为B组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.81dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5.5/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为1.8mm、出口孔径为0.3mm、长径比为4、纵截面为半双曲线的皮芯型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为95/5，然后在500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的100﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在120℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为1.5倍，松弛百分比为牵伸比的10﹪；并在60℃、氢气气氛中等离子体处理90分钟，工作气压为10Pa，功率为100W，最终得到单丝纤度为3.0dtex、纤维外表面积的100﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到15/1。
实施例10：
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末1.4千克加入100千克1，3-丙二醇中，在常温下先机械搅拌10分钟，再经超声波分散30分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；将混合浆液A和精对苯二甲酸按照1，3-丙二醇/精对苯二甲酸为1.15/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在205～225℃进行酯化，然后在230～260℃进行聚合，从而制得含质量百分比为0.55﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为A组分聚酯，经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.92dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为3.2/1；
取表1所示规格的氧化石墨烯粉末7千克与平均直径为18纳米的纳米二氧化钛(TiO2)3.5千克加入高速搅拌机中，以10000r/min的速度搅拌15s，重复此干态混合过程6次，再加入平均直径为10纳米的多壁碳纳米管7千克和平均直径为10纳米的纳米炭黑7千克，以20000r/min的速度搅拌25s，重复此干态混合过程4次，得到含氧化石墨烯、纳米二氧化钛(TiO2)、碳纳米管和纳米炭黑的纳米复合填料；将上述得到的纳米复合填料加入100千克乙二醇中，在常温下先机械搅拌30分钟，再经超声波分散90分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；将混合浆液B和精对苯二甲酸按照乙二醇/精对苯二甲酸为2/1的摩尔比加入反应釜中，并加入钛系催化剂，在215～235℃进行酯化，然后在260～280℃进行聚合，从而制得含质量百分比为14﹪的纳米复合填料的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为B组分聚酯,经检测，其中的聚酯的特性黏度为0.62dL/g，部分还原石墨烯的碳/氧原子比为5.6/1；
取上述得到的A组分聚酯和B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和入口孔径为1.4mm、出口孔径为0.7mm、长径比为2、纵截面为锥形的并列型复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为85/15，然后在1000米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到每根纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合原生纤维；进而在120℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为2.0倍，松弛百分比为牵伸比的15﹪；并在90℃、无氧条件下进行紫外光辐照30分钟，紫外光波长为700nm，最终得到单丝纤度为5.0dtex、纤维外表面积的20﹪为B组分聚酯的高分子复合功能纤维，其性能如表1所示，具有抗静电、抗菌和阻燃效果，其中的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1。
表1实施例1～10氧化石墨烯原料规格以及符合纤维性能数据
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维，其特征在于包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为75/25～95/5，且二者以部分外露型、并列型或皮芯型相组合，以使每根纤维外表面积的20～100﹪为B组分；
所述的A组分为含质量百分比为0.1～1﹪部分还原石墨烯的聚酯；
所述的B组分为含质量百分比为4～20﹪纳米复合填料的聚酯；其中纳米复合填料包括部分还原石墨烯和纳米二氧化钛TiO2，纳米二氧化钛TiO2与部分还原石墨烯的质量比为1/3～3/1；
所述的部分还原石墨烯的碳/氧原子比达到9/1～15/1；
所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚对萘二甲酸乙二醇酯PEN。
2.如权利要求1所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维，其特征在于所述的B组分中纳米复合填料除含有部分还原石墨烯和纳米二氧化钛TiO2外，还可以包括碳纳米管、纳米炭黑中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维，其特征在于所述的B组分中部分还原石墨烯的质量百分比为1～5﹪。
4.如权利要求2所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维，其特征在于所述的B组分中碳纳米管与部分还原石墨烯的质量比为1/1～3/1；所述的B组分中纳米炭黑与部分还原石墨烯的质量比为1/1～9/1。
5.制备如权利要求1所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤(1)、制备含质量百分比为0.1～1﹪部分还原石墨烯的聚酯作为A组分聚酯：
1.1在常温下将碳/氧原子比为3/1～5/1、片层层数为2～8层、片层厚度为2～20纳米、二维平面尺寸为0.2～2微米的氧化石墨烯粉末加入醇A中，先机械搅拌10～30分钟，再经超声波分散30～60分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液A；
1.2将步骤1.1得到的混合浆液A和精对苯二甲酸或精2,6-萘二甲酸二甲酯在反应釜中进行酯化、聚合，制得含质量百分比为0.1～1﹪的部分还原石墨烯的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚对萘二甲酸乙二醇酯PEN，作为A组分聚酯；
步骤(2)、制备含质量百分比为4～20﹪的含部分还原石墨烯和纳米二氧化钛TiO2的纳米复合填料的聚酯作为B组分聚酯：
2.1在常温下将碳/氧原子比为3/1～5/1、片层层数为2～8层、片层厚度为2～20纳米、二维平面尺寸为0.2～2微米的氧化石墨烯粉末与纳米二氧化钛TiO2加入高速搅拌机中，以10000～30000r/min的速度搅拌5～25s，重复此干态混合过程2～6次；或者先用上述方法将氧化石墨烯粉末与纳米二氧化钛TiO2进行干态混合，保证其充分接触，再加入碳纳米管或纳米炭黑或碳纳米管和纳米炭黑两种，重复此干态混合过程2～6次，得到纳米复合填料；
所述的纳米复合填料中的纳米二氧化钛TiO2和氧化石墨烯的质量比为1/3～3/1；
所述的纳米复合填料中的碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1/1～3/1；
所述的纳米复合填料中的纳米炭黑和氧化石墨烯的质量比为1/1～9/1；
2.2将步骤2.1得到的纳米复合填料粉末加入醇B中进行湿态混合，先机械搅拌10～30分钟，再经超声波分散30～90分钟，形成均匀、稳定分散的混合浆液B；
所述的醇A、B各自独立为乙二醇、1，3-丙二醇或1，4-丁二醇；
2.3将步骤2.2得到的混合浆液B和精对苯二甲酸或精2,6-萘二甲酸二甲酯在反应釜中进行酯化、聚合，制得含质量百分比为4～20﹪的含部分还原石墨烯的纳米复合填料的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚对萘二甲酸乙二醇酯PEN作为B组分聚酯；
所述的醇B与精对苯二甲酸或精2,6-萘二甲酸二甲酯的摩尔比为1.2/1～2.4/1；
步骤(3)、制备包括A组分和B组分的高分子复合功能纤维：
3.1将步骤A得到的A组分聚酯和步骤B得到的B组分聚酯结晶、干燥后分别喂入并联的单螺杆挤出机中进行熔融复合纺丝，经熔体管路、计量泵和复合喷丝板挤出，调节计量泵转速使A组分聚酯和B组分聚酯的挤出质量比为75/25～95/5，然后在500～1500米/分的纺丝速度下纺丝、卷绕得到包括A组分和B组分的高分子复合原生纤维，且使每根纤维外表面积的20～100﹪为B组分聚酯；
3.2将步骤3.1得到的高分子复合原生纤维在80～160℃进行牵伸和松弛热定型，牵伸比为1.5～2.5倍，松弛百分比为牵伸比的10～20﹪，并通过还原处理使纤维中的部分还原石墨烯进一步还原至碳/氧原子比达到9/1～15/1，从而得到包括A组分和B组分的高分子复合功能纤维。
6.如权利要求5所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的纳米二氧化钛TiO2的直径小于或等于氧化石墨烯的片层厚度；所述的碳纳米管的外径小于或等于氧化石墨烯的片层厚度；所述的纳米炭黑的直径小于或等于氧化石墨烯的片层厚度。
7.如权利要求5所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的制备方法，其特征在于步骤3.1所述的复合喷丝板的类型为部分外露型、并列型或皮芯型，出口孔径为0.3～0.7mm，长径比为2～4。
8.如权利要求7所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的制备方法，其特征在于所述的复合喷丝板的纵截面至少具有一段沿挤出方向逐渐收缩的形状，使熔体在通过口模时受到拉伸作用；为了充分实现这种拉伸作用并避免喷丝板堵塞，喷丝板纵截面中逐渐收缩的形状为半双曲线形。
9.如权利要求5所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的制备方法，其特征在于步骤3.2所述的还原处理为紫外光辐照或等离子体处理；
其中所述的紫外光辐照还原处理条件是紫外光波长为500～900nm，辐照时间为30～90分钟，纤维处理温度为20～160℃；
其中所述的等离子体处理还原处理条件是气氛为氢气或氢气/氩气比例为2/1的混合气体，工作气压为10～100Pa，功率为50～100W，处理时间为10～90分钟，处理温度为20～60℃。
10.如权利要求9所述的一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维的制备方法，其特征在于紫外光辐照处理在无氧气氛中进行。
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