[发明专利]一种可控温度相变感应纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性纺织纤维材料，具体为一种以丝素/聚乙二醇混合溶液为纺丝原液，经静电纺丝获得可控温度相变感应纤维的技术。

背景技术

可控温度相变感应纺织品是一种具有温度感应及自动调节功能的纺织材料，它可以在外界环境温度变化时，通过相变材料感应进行热量吸收或放出转换，激发启动吸热或放热，主动有效地控制和调节人体体表温度，达到服用舒适型效果的目的。

目前，国内外主要通过以下几种技术途径来制备获得具有上述功能的纺织产品，（1）微胶囊涂层法，将微胶囊与黏合剂、分散剂及消泡剂混合后制得相变涂料，涂覆于织物上，经干燥洗涤后而获得具有相变调温性能的织物；（2）微胶囊填充织物法，是将微胶囊化的相变材料直接或间接填充到织物的夹层中而获得调温制品；（3）复合纺丝法，制成皮芯层的聚合物复合；（4）微胶囊纺丝法，将直径在5μm以下的相变材料微胶囊分散于聚合物熔体或者溶液中，经纺丝而得到相变调温纤维。但用上述工艺技术方法和设备来制备获得这种织物的透气性不好、手感粗糙，相变材料分散不均匀，易不断渗透流失，使用后不耐洗涤，调温性能和调温效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在外界环境温度变化时，可通过相变材料感应吸收或放出热量转换功能，具有双向温度相变感应调节和适应性功能， 并可以在温度振荡环境中反复循环使用的可控温度相变感应纤维及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种可控温度相变感应纤维的制备方法，按质量比9～7:1～3，将蚕丝丝素制得的再生丝素膜与聚乙二醇混合，溶解于六氟异丙醇溶液中，经真空消泡、过滤后，制得浓度为6～20% w/w的共混纺丝液；采用静电纺丝工艺，控制喷丝容器喷射头到液体凝固收集网间的距离为10～15cm，高压电源的电压为5～9kv，得到一种微纳米纤维毡，即可控温度相变感应纤维。

所述的聚乙二醇的平均分子量为1000～10000中的一种。

采用上述制备方法得到的可控温度相变感应纤维。

本发明以蚕丝丝素和聚乙二醇为原料，其发明原理是：利用蚕丝丝素是一种多孔性蛋白质纤维，具有亲水性和疏水性以及基本组成单位都是氨基酸的特点；而聚乙二醇是一种有机高分子类相变材料，具有较高的结晶度，相变潜热大，且其感应相变温度恰好在人们感觉舒适的范围内的特征，本发明以一定比例的蚕丝丝素/聚乙二醇混合溶液为纺丝原液，经静电纺丝获得可控温度相变感应纤维，它具有良好的吸湿、散湿性能和含气、透气性能以及很高的附加值，在外界环境温度变化时，具有智能可控的调温作用，且可反复循环使用。

与现有技术相比，由于采用了本发明技术方案，产生的有益效果是：提供的纺织纤维材料在外界环境温度变化时，具有双向温度相变感应调节功能，该相变潜热高，常温可调节的合适相变温度变化范围及相变热，相变体积变化小，化学和物理性质稳定，适宜的热传导系数，对热变化的响应快，能较快地吸收和释放热量；热效率高，相转变过程完全可逆，可循环使用；使产品具有良好的吸湿、散湿性能和含气、透气性能以及很高的附加值。

附图说明

图1和图3是本发明实施例提供的样品的扫描电镜图（放大倍数为10000倍）；

图2和图4是本发明实施例提供的不同质量比例SF/PEG共混纤维样品的DSC降温曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

丝素膜的制备

（1）蚕丝的脱胶

 称取一定量的桑蚕丝，用0.5‰(w/w)的碳酸钠溶液脱胶，浴比（丝素和溶液的质量比）为1:20，在沸水中煮30min，之后用去离子水洗涤，如此反复进行3次，以除去丝素表面丝胶而得到纯丝素。脱胶后的纯丝素置于烘箱内，100℃恒温下烘4h，备用。

（2）SF的溶解

 将脱胶后的桑蚕丝溶于LiBr:C₂H₅OH=40:60(w/w)溶液中，浴比为1:5，置于 (80±2)℃的水浴锅内恒温搅拌，直至完全溶解即得SF溶液。

（3）SF溶液的透析

 将冷却后的SF溶液注入8000道尔顿~14000道尔顿的透析袋中，两头封口，先用自来水流动透析2d，再用去离子水透析1d，每小时换一次去离子水，透析完过滤掉溶液中的杂质，得到纯SF水溶液。

（4）再生SF膜的制备