[發明專利]一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 202011424282.X
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112522809B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 冉建華;許銳;畢曙光;蔡光明;程德山;姚金波
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D01F8/16
• 分類號: D01F8/16;D01F1/10;D01F1/09;D01D5/34;D06M11/28;D06M13/238;D06M101/30
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)聚氨酯纖維的預處理

將聚氨酯纖維浸入N,N-二甲基甲酰胺溶液中1.5-2.5h使其溶脹；

(2)單寧酸-鐵離子表面修飾

將步驟(1)處理后的聚氨酯纖維放入90-110mL超純水中，加入三氯化鐵后超聲處理9-12s使其均勻分散在溶液中，再加入單寧酸超聲處理8-11s使其均勻分散在溶液中，最后加入三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液并超聲50-70s，完成聚氨酯纖維的表面修飾；

(3)石墨烯/聚氨酯導電復合纖維的制備

將步驟(2)表面修飾后的聚氨酯纖維浸沒在纖維素納米晶剝離后的石墨烯溶液中，超聲處理1-2h，循環4-8次，完成石墨烯/聚氨酯導電復合纖維的制備；

(4)皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備

將步驟(3)制備的石墨烯/聚氨酯導電復合纖維作為芯，以聚氨酯顆粒、N，N-二甲基甲酰胺和熱致變色油墨為紡絲液，通過雙噴頭靜電紡包芯紗技術，制備得到皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維。

2.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中聚氨酯預處理之前，將聚氨酯纖維用乙醇超聲連續清洗15-25min，去除表面污染物。

3.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)加入0.8-1.2mL的三氯化鐵，所述三氯化鐵的濃度為0.1g/L。

4.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)加入0.8-1.2mL的單寧酸，所述單寧酸的濃度為0.4g/L。

5.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中加入100mL三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液，濃度為0.01mol/L，用NaOH調節pH至8.3-8.7。

6.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)經纖維素納米晶剝離后的石墨烯溶液中纖維素納米晶與石墨烯的比值為1:1-1.5mg/mL。

7.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)紡絲液的重量份組成是N,N-二甲基甲酰胺75-78份，聚氨酯顆粒20-23份，油墨1-3份。

8.根據權利要求1所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)雙噴頭靜電紡包芯紗技術是將紡絲液注入針頭，兩端分別施加正負電壓13-17V，在0.1-0.2cm/s的牽伸速度下，紡絲液均勻的包覆在石墨烯/聚氨酯導電復合纖維表面。

9.一種根據權利要求1-8任一項所述的一種皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維的制備方法制備得到的皮芯結構彈性電驅動熱致變色傳感纖維。