[發明專利]一種調溫抗污纖維膜及基于其的調溫抗污透氣的雙層纖維膜

在審

• 申請號: 202110067583.X
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112899887A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王振洋;張淑東;李年;蔣長龍;許婷婷
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D01D5/00;D04H1/4374
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發明公開了一種調溫抗污纖維膜及基于其的調溫抗污透氣的雙層纖維膜，該調溫抗污纖維膜是以核殼結構的調溫抗污纖維構成(殼為含中空Cu₇S₄納米顆粒的PVDF、核為正二十烷)，將該調溫抗污纖維膜與排汗透氣的PAN纖維膜復合即獲得調溫抗污透氣的雙層纖維膜。本發明所得纖維膜具有優異調溫、抗污和透氣性能，且本發明的工藝方法簡單易操作，易于工業化生產。

技術領域

本發明屬于多功能纖維膜制備領域，具體涉及一種調溫抗污纖維膜及基于其的調溫抗污透氣的雙層纖維膜。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展和人們生活水平的不斷提高，紡織品也開始朝著智能化和多功能化的方向發展，其中紡織品的控溫功能開始備受關注。光熱轉換材料在陽光下可以快速將太陽能轉換成熱能，實現低溫環境下的長期供熱，因此在紡織品中復合含合適光熱轉換材料的功能層，可以實現其調溫功能。銅基金屬硫化物(Cu_2-xS)微納米材料，是一種重要的非化學計量比的P型半導體材料，由于具有局域表面等離子共振效應(LSPR)，其對近紅外光有強烈的吸收作用，可以提高太陽能的熱利用率，在光熱轉換器件中具有廣泛應用的前景。

根據光熱轉換材料的研究及應用發現，光熱轉換材料在陽光下雖然可以實現持續熱能供給，但其散熱也非常快，無法實現熱量的存儲和控制。復合快響應高儲能的相變介質，利用相變材料發生相變時進行的吸/放熱轉化方式來儲存/釋放熱能，或可解決這一問題。正二十烷是一種固-液相變材料，熔點為36.52℃、結晶點為26.06℃，接近人體溫度，相變潛熱大，不過冷、不析出、化學和熱性能穩定、密度小、價格便宜，且具有儲熱密度高、充放熱過程中溫度變化較小等優點。

除了新功能的開發外，如抗污透氣性能等基礎功能的提升也備受重視。織物的抗污透氣性能不僅能滿足人們在戶外環境中抵御污漬、雨水等的需要，而且人體散發的汗液蒸汽也能通過織物擴散或傳遞到外界，不在體表和織物之間積聚冷凝，不使人體有發悶的感覺，保持穿著的舒適性。但是目前制造抗污透氣膜的主要技術存在加工工藝復雜、技術及設備要求高、孔隙結構難以調控等問題，從而限制了抗污透氣面料的應用及發展。靜電紡絲技術是一種通過溶劑揮發或熔體冷卻而固化成納米纖維的方法。靜電紡絲技術已成功制備了有機納米纖維、無機納米纖維、有機和無機復合納米纖維等種類多樣的納米纖維，通過設計不同的纖維接收裝置，能夠得到無規則的納米纖維膜、有序排列的納米纖維束以及單根納米纖維。而且通過靜電紡絲制得的納米纖維具有較高的比表面積和吸附特性，有利于水蒸氣/汗液的轉移，其薄膜具有各向同性高、纖維間孔隙率高且分布均勻等特點。這項技術可以根據織物產品需要調整工藝參數，獲取不同結構和厚度的薄膜，在高性能抗污透氣薄膜制備加工領域具有巨大的應用潛力。同時，通過調控靜電紡絲的工藝參數，可以有效防止相變材料的泄漏問題，保證納米纖維膜的儲能控溫性能。

綜上，將現有的抗污透氣纖維膜的優點與相變儲能材料和光熱轉換材料的特點相結合，使其構成一種比表面積大、柔軟性好的調溫抗污透氣的多功能化納米纖維膜，具有廣泛的應用前景。由此提出一種實現相變材料與靜電紡納米纖維膜結合的方法顯得十分必要，并且還應避免光熱轉換材料對納米纖維膜本身的性能產生影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗污性好、光熱轉換效率高、智能溫控性能優異的調溫抗污纖維膜及基于其的調溫抗污透氣的雙層纖維膜，以實現紡織品的智能化和多功能化。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明首先公開了一種調溫抗污纖維膜，其特點在于：所述調溫抗污纖維膜是以核殼結構的調溫抗污纖維構成；所述調溫抗污纖維是以含中空Cu₇S₄納米顆粒的PVDF的溶液為殼材溶液、以溶解為液體的正二十烷為芯材溶液，通過同軸熔融電紡制備而成。

進一步地，所述中空Cu₇S₄納米顆粒與所述PVDF的質量比為0.1～0.2:1。

本發明所述的調溫抗污纖維膜的制備方法為：