[发明专利]一种多功能复合纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种多功能复合纤维，其特征在于：所述的多功能复合纤维是核壳结构复合纤维，主要由纤维壳材料、具有相变储能性质纤维核材料和具有热致变色性质的纤维核材料共同构成，该多功能复合纤维同时具有相变储能性质和热致变色性质。

2.根据权利要求1所述的多功能复合纤维，其特征在于：采用多流体复合静电纺丝技术制备该多功能复合纤维。

3.一种权利要求1所述的多功能复合纤维的制备方法，其特征在于：

第一步：制备纤维核材料溶液；

制备纤维核材料溶液主要包括制备具有储能性质的相变材料溶液即内流体A和热致变色材料溶液即内流体B；

Ⅰ：制备内流体A：所需相变材料主要选自相变温度在常温至70℃之间的有机物，直接选取该有机物作为内流体A；当供选取的单一有机物不能达到实验所需的相变温度时，选取有机/有机共熔体以满足实验所需相变温度；

Ⅱ：制备内流体B：所需热致变色材料为有机类可逆热致变色材料，有机类可逆热致变色材料主要由发色剂、显色剂和热致变色材料溶剂三部分组成，按照发色剂、显色剂和热致变色材料溶剂三者的质量百分比为1∶1∶10～1∶50∶200，将发色剂和显色剂溶于热致变色材料溶剂中，搅拌，即配制成内流体B；

第二步：制备纤维壳材料溶液即外流体；

将纤维壳材料溶于纤维壳材料溶剂中，搅拌，配置出的溶液作为外流体；

所述的纤维壳材料由金属氧化物前躯体和聚合物制备而成，或者单独选择聚合物制备；所述的聚合物与纤维核材料溶液不互溶；

当纤维壳材料由无机金属氧化物前躯体和聚合物组成时，制备过程中还需要添加催化剂；

所述的外流体为聚合物浓度在5wt％～50wt％范围内的溶液；

第三步：采用多流体复合静电纺丝装置，将外流体由输液系统注入外喷管内，将内流体A和内流体B由输液系统分别注入两个内喷管内，控制内流体A和内流体B的流速为0.01～20mL/h；控制外流体的流速为0.5～50mL/h，同时通过加热控温系统保持整个多流体复合静电纺丝装置的温度在25℃至70℃之间，使熔点高于常温的相变核材料保持熔融状态；

第四步：在复合喷丝头和收集装置之间施加10～50KV的电压，复合喷丝头与收集装置之间的距离为5～50cm；内流体和外流体通过输液系统分别在内喷管和外喷管内流动，在复合喷丝头处相遇形成复合流体；复合流体受静电库仑力、重力及表面张力的共同作用，经过拉伸和细化，最后形成具有相变储能和热致变色性质的多功能复合纤维，并用收集装置收集所制备的复合纤维。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：第二步制备外流体中所述的无机金属氧化物前躯体选自：VO(OiPr)₃、Si(OCH₂CH₃)₄、FeCl₃、FeCl₂、Mg(OC₂H₅)₂、Ni(CH₃COO)₂、Al(CH₃COO)₃、Ce(NO₃)₄、ZrOCl₂·8H₂O、Al(OBu)₃、Ge(OiPr)₄、Pd(CH₃COO)₂、Mn(NO₃)₂、Mn(CH₃COO)₂、Co(CH₃COO)₂、Nb(OC₂H₅)₄、Ti(OBu)₄、Ti(OiPr)₄、Zn(CH₃COO)₂、C₂₂H₄₄OSn或La(NO₃)₃·6H₂O中的一种；其中Bu是丁基，iPr是异丙基。