[发明专利]一种胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，相变材料的相变潜热对热能进行储存和释放的技术在建筑领域、日用品和纺织服装领域的应用已经得到的广泛的研究。在纺织领域，是将相变材料运用到纤维中形成复合纤维，具体的复合方法包括涂层法、浸渍法和复合纺丝方法。复合纺丝方法与其他两种方法相比具有结合度、均匀性好的优点。

在众多再生纤维中，再生纤维素纤维是技术最成熟和用量最大的，基于再生纤维素纤维的相变性能的改性的研究也十分多。中国专利CN 102839440B公开的一种棉、木、竹复合浆粕相变微胶囊粘胶纤维及其制备方法，是利用棉、木、竹复合浆粕作为纺前粘胶溶液，与制备的相变微胶囊复合后经碱浸渍、老成、磺化、溶解等步骤得到可纺性好的粘胶纤维。中国专利CN 102691132B公开的一种微胶囊型芦荟共混再生纤维素纤维的制备方法，是将芦荟超细粉体与水制成的芦荟液态粉体作为基体，添加微胶囊助剂、分散剂和渗透剂形成纺丝原液，再与纤维素纤维混合经纺丝得到微胶囊型芦荟共混再生纤维素纤维。中国专利CN 104389039A公开的一种调温粘胶纤维，是将浆粕浸渍、压榨、粉碎、老成、磺化、后溶解、熟成活驴后与相变材料进行复合，经纺丝、过滤、精炼得到调温粘胶纤维。有上述现有技术可知，目前为了赋予再生纤维素纤维调温蓄热的功能，多是直接将相变材料以胶囊的形式简单添加到纺丝液中，经纺丝制备具有调温蓄热的再生纤维素纤维，该方法制备的调温蓄热的再生纤维素纤维中相变材料的含有比例有限，而且微胶囊在纺丝溶液中容易团聚，使制备的再生纤维素纤维的功能的均一性较差，相变的热能储蓄有限，限制了纤维的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维及其制备方法，先制备微胶囊溶液，然后通过喷雾形式添加到含相变材料与纤维素的聚合物基质中，通过喷雾处理制备的微胶囊的形态好，尺寸均一，而且不易团聚，能均匀的分散于再生纤维素纤维，相变材料经引发剂的作用下发生固化，然后经纺丝牵拉形成纤维网络分布于再生纤维素纤维中。该方法纤维中含有两种形态的相变材料，一种为球形的微胶囊，一种为纤维网络，两者以不同形态分布于纤维素中，赋予再生纤维素纤维优良的相变性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维，所述原位胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维中包括相变微胶囊、相变材料、纺丝基质、改性材料和助剂，所述相变微胶囊为原位法制备而成的微胶囊，所述纺丝基质为再生莲纤维素，所述改性材料为海藻酸钠粉末和银粉末，所述助剂为壳聚糖溶液、N,N亚甲基双丙烯酰胺交联剂和过硫酸铵引发剂，所述相变材料为三硬脂酸甘油酯相变材料。

作为上述技术方案的优选，所述胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维中包括相变微胶囊、相变纤维网络和聚合物基质。

本发明还提供一种原位胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三硬脂酸甘油酯相变材料加入质量分数为2-5％的壳聚糖溶液中充分搅拌，加入N,N亚甲基双丙烯酰胺交联剂和过硫酸铵引发剂，搅拌均匀形成微胶囊溶液；

(2)将质量分数为15-25％的再生纤维素溶液中添加海藻酸钠粉末和纳米银粉末，充分搅拌，加入戊二醛交联剂，搅拌均匀形成纤维素纺丝基质；

(3)将步骤(1)制备的微胶囊溶液装入喷雾装置，将微胶囊溶液均匀的喷洒到步骤(2)制备的纤维素纺丝基质中，以2000-5000rpm/min的速度快速搅拌，同时以1-2滴/s的速度滴加过硫酸铵引发剂，在40-50℃下加热搅拌1-2h形成纺丝原液；

(4)将步骤(3)制备的纺丝原液真空抽滤脱泡后，经湿法纺丝凝固形成胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，三硬脂酸甘油酯、2-5％的壳聚糖溶液、N,N亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵的质量比为1:5-10:2-3:0.8-1.5。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，再生纤维素溶液、海藻酸钠粉末、纳米银粉末和戊二醛的质量比为100:5-8:3-6:10-15。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，喷洒的工作压力为0.3-0.4mPa，喷孔的截面为圆形，喷孔的直径为25-100μm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，微胶囊溶液、纤维素纺丝基质和过硫酸铵的体积比为：10-20：80-100：15-25。