[发明专利]一种以壳聚糖为基体的相变调温复合纤维及其制作方法

说明书

本发明提供一种以壳聚糖为基体体的相变调温复合纤维及其制作方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶解、纯化备用，再将醛化之后的聚乙二醇单甲醚直接加入纯化的壳聚糖溶液，强力搅拌均匀，然后在调节pH，然后经过脱泡即可得纺丝原液。纺丝液经推进器装置在凝固浴中得到初级纤维，然后再经无水乙醇洗涤、恒温水浴牵伸及去离子水清洗，最后晾干即可得到具有相变调温功能的壳聚糖复合纤维。该方法制备的相变调温的壳聚糖复合纤维具有制作方式简单、良好的相变性能，还具有抗菌、优良的生物相容性等功能。

技术领域

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种新型以壳聚糖为基体的相变调温复合纤维及其制作方法。

背景技术

相变材料指的是在一定范围内温度保持不变的情况下，通过改变物质物理状态并能提供潜热的物质材料。相变材料在储能方面的工作原理是：当环境温度高于相变温度时，其吸收热量进行能量的储存，当环境温度低于相变温度时，它会释放其储存的能量。随着资源的枯竭，人们的环保意识不断增强，新型环保的相变储能材料受到了极大的关注，相变纤维也受到了越来越多人的青睐。

相变材料一般可以按它的化学组成、相变形式和相变温度来划分：相变材料按照化学组成可以分为有机相变材料、无机相变材料、金属相变材料和复合相变材料；按合成工艺过程可分为固-固相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料和液-气相变材料四类；按相变温度分为高温、常温和低温。其中无机相变材料有焓值较大，储能高的优点，但无机材料大多有都有过冷度现象的发生，实际应用较少；有机相变材料也具有高焓值的优点，并且过冷度较小；而复合相变材料则兼容了两者的优点，有更大的应用前景。在相变材料的纺丝工艺上，固-气相变材料、液-气相变材料由于本身材料的限制，其应用受到了限制，固-固相变材料和固-液相变材料的应用较多，特别是固-固相变材料，由于其应用范围广，焓值高，受到了人们的关注。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以壳聚糖为基体的相变调温复合纤维及其制作方法。

本发明的发明构思是：本发明的相变调温复合纤维只含有两种物质，不含任何对身体有害的物质。发明人通过选用壳聚糖和聚乙二醇单甲醚作为原料，并以湿法纺丝工艺制备出梳状结构的相变纤维。所述相变调温壳聚糖复合纤维为分子间官能团接枝聚合的“梳状”结构。壳聚糖是一种天然高分子多糖，是一种脱乙酰度超过80％的甲壳素，在自然界中的产量存在丰富，壳聚糖及其衍生物具有无毒、吸湿保湿、抗菌和良好的生物相容性等特性。聚乙二醇单甲醚不仅是一种不带电荷的线性大分子，而且还是一种非常稳定的相变储能材料，它具有无毒、易溶于水及大部分有机溶剂、优良的生物相容性等特点，本发明经过对聚乙二醇单甲醚相变储能的研究，发现其可以满足本发明的要求。本发明通过对聚乙二醇单甲醚端羟基的醛化，通过调节pH使其和壳聚糖上的氨基发生席夫碱反应，即形成“席夫碱”结构，使较短的聚乙二醇单甲醚的一端接枝在壳聚糖分子的长链上，形成类似“梳状”的结构。实验过程中无需添加任何交联剂。该相变纤维的温度复合人体最佳体温的要求，焓值适中，并且力学性能良好，无毒，高吸湿透气，绿色环保。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种以壳聚糖为基体的相变调温复合纤维，由壳聚糖和聚乙二醇单甲醚组成，主体为壳聚糖，支链为聚乙二醇单甲醚，壳聚糖和聚乙二醇单甲醚的质量比为1：1-3，所述聚乙二醇单甲醚的端羟基经乙酸酐氧化为端醛基与壳聚糖侧氨基进行醛氨缩合反应形成梳状结构的复合纤维，所述壳聚糖相变调温复合纤维采用湿法纺丝的推进装置制备而成。

本发明同时请求保护以壳聚糖为基体的相变调温复合纤维及其制作方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖溶于质量分数质量分数为2-4％的弱酸中，在10-50℃下以300-600rpm/min的速度充分搅拌，经溶解形成质量分数为2％-5％壳聚糖溶液，再经砂芯漏斗过滤纯化；

(2)将聚乙二醇单甲醚的端羟基经氧化形成端醛基；