[發(fā)明專利]一種可控溫度相變感應纖維及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102677220A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 管新海;左保齊
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D01F8/02
• 分類號: D01F8/02;D01F8/16;D01D1/02;D01D1/06;D01D5/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發(fā)明涉及一種功能性紡織纖維材料，具體為一種以絲素/聚乙二醇混合溶液為紡絲原液，經(jīng)靜電紡絲獲得可控溫度相變感應纖維的技術。

背景技術

可控溫度相變感應紡織品是一種具有溫度感應及自動調(diào)節(jié)功能的紡織材料，它可以在外界環(huán)境溫度變化時，通過相變材料感應進行熱量吸收或放出轉換，激發(fā)啟動吸熱或放熱，主動有效地控制和調(diào)節(jié)人體體表溫度，達到服用舒適型效果的目的。

目前，國內(nèi)外主要通過以下幾種技術途徑來制備獲得具有上述功能的紡織產(chǎn)品，（1）微膠囊涂層法，將微膠囊與黏合劑、分散劑及消泡劑混合后制得相變涂料，涂覆于織物上，經(jīng)干燥洗滌后而獲得具有相變調(diào)溫性能的織物；（2）微膠囊填充織物法，是將微膠囊化的相變材料直接或間接填充到織物的夾層中而獲得調(diào)溫制品；（3）復合紡絲法，制成皮芯層的聚合物復合；（4）微膠囊紡絲法，將直徑在5μm以下的相變材料微膠囊分散于聚合物熔體或者溶液中，經(jīng)紡絲而得到相變調(diào)溫纖維。但用上述工藝技術方法和設備來制備獲得這種織物的透氣性不好、手感粗糙，相變材料分散不均勻，易不斷滲透流失，使用后不耐洗滌，調(diào)溫性能和調(diào)溫效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種在外界環(huán)境溫度變化時，可通過相變材料感應吸收或放出熱量轉換功能，具有雙向溫度相變感應調(diào)節(jié)和適應性功能，?并可以在溫度振蕩環(huán)境中反復循環(huán)使用的可控溫度相變感應纖維及制備方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種可控溫度相變感應纖維的制備方法，按質量比9～7:1～3，將蠶絲絲素制得的再生絲素膜與聚乙二醇混合，溶解于六氟異丙醇溶液中，經(jīng)真空消泡、過濾后，制得濃度為6～20%?w/w的共混紡絲液；采用靜電紡絲工藝，控制噴絲容器噴射頭到液體凝固收集網(wǎng)間的距離為10～15cm，高壓電源的電壓為5～9kv，得到一種微納米纖維氈，即可控溫度相變感應纖維。

所述的聚乙二醇的平均分子量為1000～10000中的一種。

采用上述制備方法得到的可控溫度相變感應纖維。

本發(fā)明以蠶絲絲素和聚乙二醇為原料，其發(fā)明原理是：利用蠶絲絲素是一種多孔性蛋白質纖維，具有親水性和疏水性以及基本組成單位都是氨基酸的特點；而聚乙二醇是一種有機高分子類相變材料，具有較高的結晶度，相變潛熱大，且其感應相變溫度恰好在人們感覺舒適的范圍內(nèi)的特征，本發(fā)明以一定比例的蠶絲絲素/聚乙二醇混合溶液為紡絲原液，經(jīng)靜電紡絲獲得可控溫度相變感應纖維，它具有良好的吸濕、散濕性能和含氣、透氣性能以及很高的附加值，在外界環(huán)境溫度變化時，具有智能可控的調(diào)溫作用，且可反復循環(huán)使用。

與現(xiàn)有技術相比，由于采用了本發(fā)明技術方案，產(chǎn)生的有益效果是：提供的紡織纖維材料在外界環(huán)境溫度變化時，具有雙向溫度相變感應調(diào)節(jié)功能，該相變潛熱高，常溫可調(diào)節(jié)的合適相變溫度變化范圍及相變熱，相變體積變化小，化學和物理性質穩(wěn)定，適宜的熱傳導系數(shù)，對熱變化的響應快，能較快地吸收和釋放熱量；熱效率高，相轉變過程完全可逆，可循環(huán)使用；使產(chǎn)品具有良好的吸濕、散濕性能和含氣、透氣性能以及很高的附加值。

附圖說明

圖1和圖3是本發(fā)明實施例提供的樣品的掃描電鏡圖（放大倍數(shù)為10000倍）；

圖2和圖4是本發(fā)明實施例提供的不同質量比例SF/PEG共混纖維樣品的DSC降溫曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例1

絲素膜的制備

（1）蠶絲的脫膠

?稱取一定量的桑蠶絲，用0.5‰(w/w)的碳酸鈉溶液脫膠，浴比（絲素和溶液的質量比）為1:20，在沸水中煮30min，之后用去離子水洗滌，如此反復進行3次，以除去絲素表面絲膠而得到純絲素。脫膠后的純絲素置于烘箱內(nèi)，100℃恒溫下烘4h，備用。

（2）SF的溶解

?將脫膠后的桑蠶絲溶于LiBr:C₂H₅OH=40:60(w/w)溶液中，浴比為1:5，置于?(80±2)℃的水浴鍋內(nèi)恒溫攪拌，直至完全溶解即得SF溶液。

（3）SF溶液的透析

?將冷卻后的SF溶液注入8000道爾頓~14000道爾頓的透析袋中，兩頭封口，先用自來水流動透析2d，再用去離子水透析1d，每小時換一次去離子水，透析完過濾掉溶液中的雜質，得到純SF水溶液。

（4）再生SF膜的制備