[發明專利]一種溫度響應型液晶纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201711404875.8
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107938013B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 付少海;張麗平;關玉;李敏;王春霞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D01F6/56
• 分類號: D01F6/56;D01F6/50;D01F6/52;D01F6/54;D01F1/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種溫度響應型液晶纖維的制備方法，屬于精細化工和材料科學技術領域。采用該方法制備的溫度響應型液晶纖維不容易發生泄露液晶泄露流失導致顏色褪去，可以根據所使用的要求調節溫度響應的范圍，纖維能夠隨溫度變化顯示不同的顏色，并且具有色彩鮮艷，靈敏性高的特點。

技術領域

本發明涉及一種溫度響應型液晶纖維的制備方法，屬于精細化工和材料科學技術領域。

背景技術

膽甾型液晶可對入射光實現Bragg選擇性反射，從而在可見光照射下顯示出亮麗的彩色，隨著溫度、壓力、電場的變化可以顯示不同顏色，變色可逆可重復、響應速度快，同時，膽甾相液晶的螺旋結構與生命體中蛋白質等大分子結構相似，具有生物可親性優點，是一種安全和環保的功能材料。

目前，液晶的應用多集中在顯示領域，在紡織品上的應用還較少。1974年，日本最早申請液晶類變色織物的專利，幾年后，法國人將溫致變色液晶涂覆在皮革上制成變色皮革。這類變色織物，是將液晶直接以涂層方式整理到織物上的，液晶主要存在與織物表層，這種液晶變色織物耐洗牢度低，手感不佳，光穩定性差。將液晶裝載到纖維中具有手感好、耐洗滌性好和變色效果較持久等特點。但該項技術在近幾十年才開始發展起來。2008年，Jan P.F.Lagerwall課題組利用同軸靜電紡的方法，以向列相液晶為芯層，PVP/TiO2為皮層制備了具有皮芯結構的液晶纖維。Buyuktanir和West采用溶液靜電紡的方法制備了一種光響應向列相液晶核-殼纖維，研究了液晶核的大小和在纖維中的分布對纖維熱學和力學性能的影響。目前液晶纖維的研究多集中在向列相液晶上，對于膽甾相液晶的還較少。此外，液晶一般直接裝載到纖維中，而液晶具有流動性，一旦纖維破損，液晶很容易泄露。

采用熔融法進行紡絲會破壞液晶微膠囊結構，導致液晶破壞和流失，造成不能顯示顏色。

發明內容

本發明目的在于提供一種溫度響應型液晶纖維的制備方法，采用液晶微膠囊作為溫度響應材料，通過靜電紡絲技術制備溫度響應型液晶纖維，這種方法制備液晶纖維操作方便，液晶在纖維中不容易泄露。本發明制備的溫度響應型液晶纖維夠隨溫度變化顯示不同的顏色，并且具有色彩鮮艷，靈敏性高的特點。

本發明的第一個目的是提供一種液晶纖維，所述液晶纖維的制備是將通過帶負電荷的高分子聚合物和帶正電荷的高分子聚合物按照電荷比例為1:1包覆膽甾型混合液晶制備而成的液晶微膠囊加入聚合物紡絲液中，然后通過靜電紡絲裝置進行紡絲制備液晶纖維。

在本發明的一種實施方式中，所述帶負電荷的高分子聚合物是聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙烯磺酸、陰離子型聚丙烯酰胺或陰離子水性納米聚氨酯。

在本發明的一種實施方式中，所述帶正電荷的高分子聚合物是陽離子聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或聚季胺鹽。

在本發明的一種實施方式中，所述帶負電或帶正電的高分子聚合物占總反應體系的質量分數1-10％。

在本發明的一種實施方式中，所選用的混合液晶為膽甾型液晶中的兩種或多種，有膽固醇乙酸酯、膽固醇丙酸酯、膽甾醇正丁酸酯、膽固醇壬酸酯、膽甾醇油酸酯、膽甾烯基亞油酸酯、膽甾醇苯甲酸酯、膽甾醇肉桂酸酯、膽甾醇乙基碳酸酯，膽固醇油醇碳酸酯、膽甾烯基異硬脂酰基碳酸酯、膽甾烯基丁烯酸酯、膽甾烯基碳酸酯、氯化膽固醇。

在本發明的一種實施方式中，所述的混合液晶的混合方法是先將一定比例的液晶加熱到全部溶解，攪拌1～3h后，降溫到混合液晶出現顏色或渾濁后，再升溫至恰好透明，恒溫攪拌2～5h，即得混合液晶。