[發明專利]一種相變調溫、吸濕排汗多功能舒適性纖維

有效

• 申請號: 201110286397.1
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102443878A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 張鴻;楊淑瑞;劉輝;孫狄克
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: D01F8/10
• 分類號: D01F8/10;D01F8/06;D01F1/10;D01D5/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅

技術領域

本發明涉及功能性纖維技術，具體涉及一種不僅具有熱能存儲和釋放，而且具備吸濕排汗功能，綜合性能良好的舒適性纖維。

背景技術

近年來隨著相變材料的不斷開發，利用相變材料相變潛熱高、相變過程近似恒溫、體積變化小，且過程易控制等特點，將其應用到相變纖維的生產上，可以開發出多功能多樣化的相變纖維。相變纖維能夠根據外界環境溫度的變化，在一定的溫度范圍內自由調節紡織品內部溫度，當外界環境溫度升高時，可儲存能量；當外界環境溫度降低時釋放能量，使紡織品內部溫度波動相對較少，人穿著使用時會感覺更加舒適。在選擇相變功能材料時，相變溫度和相變焓最為重要，聚乙二醇(PEG)就具有相變焓大、熱效率高、壽命長、形變小，材料易得、價格便宜、適合商業化生產等良好的綜合性能，是優異的常溫相變材料。以聚乙二醇作為相變材料添加到紡織材料上可以使織物具有雙向調溫的特殊功能，目前利用聚乙二醇制備相變調溫纖維(織物)的相關研究包括中空纖維填充、表面涂覆處理、用交聯方式將聚乙二醇添加到紡織材料等，上述方法仍存在生產效率低、工藝復雜、耐久性較差等缺陷。利用其它相變材料制備相變纖維的技術，多用溶液紡絲法，未見有熔融紡制調溫纖維的工業化報道，其主要原因是熔融紡絲法的紡絲溫度較高，在高溫下，相變材料易流失、分解，但熔融紡絲法具有工藝流程簡單及不使用溶劑等顯著優勢，因此本技術采用利用丙烯酰胺類交聯網絡骨架作為定形材料，與PEG相變材料進行互穿網絡復合，實現了熔融紡絲加工相變調溫功能性纖維。

隨著生活水平的提高，人們對紡織品的要求越來越高，在追求舒適性的同時，越來越關注紡織品的功能化，進而對纖維的功能要求也變得越來越多，單一的功能已不能滿足人們的需求，人們在不斷地追求多功能化的纖維。吸濕排汗纖維和相變調溫纖維即為二十一世紀兩個最大的舒適性纖維品種。

發明內容

本發明提供一種多功能舒適性纖維，在上述相變調溫功能的基礎上通過加入PEG成孔劑及纖維截面異形化的方式，實現毛細芯吸和溝槽導濕作用，強化吸濕排汗多功能性。具體采用如下方案：

一種相變調溫、吸濕排汗多功能舒適性纖維，以互穿網絡復合相變材料為儲熱調溫材料，成纖聚合物為基體，加入成孔劑和增容劑配制紡絲原料，采用熔融紡絲工藝制成；

所述多功能舒適性纖維的相轉變溫度范圍30～55℃，熔融相變焓5.24～29.12J/g，斷裂強度3.0～3.5cN/dex，熱分解溫度400℃以上；

所述紡絲原料的組成為：互穿網絡復合相變材料與成纖聚合物按質量比(95-60)∶(5-40)混合，向其中加入二者總質量0～10％的成孔劑和1～5％的增容劑，混合均勻；其中，所述成孔劑為分子量為1000～2000的聚乙二醇(PEG)，增容劑為聚丙烯接枝聚丙烯酸乙二醇酯(PP-g-PEGA)、聚丙烯接枝聚乙二醇(PP-g-PEG)、聚對苯二甲酸接枝聚丙烯酸乙二醇酯(PET-g-PEGA)、聚乙二醇丙烯酸酯(PEGA)、蒙脫土等其中的一種或多種。

當互穿網絡復合相變材料、成孔劑和增溶劑三者總含量為紡絲原料質量的20％時，纖維的綜合性能最好，此時相變焓為17.1J/g，斷裂強度為3.03CN/dtex，斷裂伸長為50％，熱分解溫度達到400℃以上。

所述相變調溫、吸濕排汗多功能舒適性纖維的制備方法，包括如下步驟：

①制備互穿網絡復合相變材料：以N-羥甲基丙烯酰胺為網絡單體，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，聚乙二醇為相變材料，過硫酸銨為引發劑，水為溶劑，采用溶液聚合法同步互穿合成；

其中，相變材料聚乙二醇分子量為2000～8000，其用量為總質量的40％～90％，交聯劑與網絡單體的摩爾比為1∶6～1∶12，網絡單體與水的質量比為1∶4～1∶16，引發劑占網絡單體的質量分數為1～4％，反應溫度為70～85℃，反應時間為2～5h；

②制備相變調溫、吸濕排汗多功能舒適性纖維：互穿網絡復合相變材料與成纖聚合物按質量比(95-60)∶(5-40)混合，向其中加入二者總質量0～10％的成孔劑和1～5％的增容劑，混合均勻制成紡絲原料，采用熔融紡絲工藝制備目標產物；

所述成孔劑為分子量為1000～2000的PEG；所述增容劑為PP-g-PEGA、PP-g-PEG、PET-g-PEGA、PEGA、蒙脫土等其中的一種或多種。

本發明中步驟①所述溶液聚合法的反應體系分散方式為超聲分散或機械攪拌，分散時間為5分鐘；反應結束后，產物互穿網絡復合相變材料放入35℃以下恒溫干燥箱中干燥至恒重，或采用冷凍干燥。干燥后用分析研磨機研磨至200目以上。