[发明专利]一种湿度感知纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种湿度感知纤维，其特征在于，所述湿度感知纤维包括湿度感知层和在所述湿度感知层内设置的导电丝，所述湿度感知层包含聚合物和在聚合物中分布的湿度敏感材料，所述湿度敏感材料为石墨烯和MXene，石墨烯和MXene的质量比为1-2.5:1，所述聚合物选自聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、热塑性弹性体、氟树脂中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的湿度感知纤维，其特征在于，所述湿度感知层包括自内而外设置的湿度感知芯层和湿度感知包层，所述湿度感知包层内设置导电丝，所述湿度感知芯层包含聚合物和在聚合物中分布的湿度敏感材料，所述湿度感知包层包含聚合物和在聚合物中分布的湿度敏感材料。

3.根据权利要求2所述的湿度感知纤维，其特征在于，所述湿度感知包层中湿度敏感材料的质量含量大于所述湿度感知芯层中湿度敏感材料的含量。

4.根据权利要求2所述的湿度感知纤维，其特征在于，所述湿度感知包层中湿度敏感材料的质量占比为0.01wt.%-40wt.%。

5.根据权利要求4所述的湿度感知纤维，其特征在于，所述湿度感知包层中湿度敏感材料的质量占比为20wt.%-40wt.%。

6.根据权利要求2所述的湿度感知纤维，其特征在于，所述湿度感知芯层中湿度敏感材料的质量占比为0.01wt.%-20wt.%。

7.一种湿度感知纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括选自共挤出工艺、熔融纺丝工艺、湿法纺丝工艺或者热软化拉丝工艺，所述制备方法包括制备湿度感知复合母料，所述湿度感知复合母料包含湿度敏感材料和聚合物，所述湿度敏感材料为石墨烯和MXene，石墨烯和MXene的质量比为1-2.5:1，所述聚合物选自聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、热塑性弹性体、氟树脂中的一种或两种以上。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述共挤出工艺包括以下步骤：

制备湿度感知复合母料，所述湿度感知复合母料包含湿度敏感材料和聚合物；

将低浓度湿度感知复合母料与高浓度湿度感知复合母料分别填入塑料挤出机的放置芯层材料的料斗A和放置包层材料的料斗B中，调整温度与压力，经过芯-包结构挤塑模头，在开孔后的包层挤塑模头穿过导电丝并缓慢输送导电丝，调节牵引速度与导电丝的送丝速度，制备得到湿度感知纤维。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔融纺丝工艺包括以下步骤：

制备湿度感知复合母料，所述湿度感知复合母料包含湿度敏感材料和聚合物；

将低浓度湿度感知复合母料与高浓度湿度感知复合母料分别填入熔融纺丝机的放置芯层材料的料斗A和放置包层材料的料斗B中，调节温度与压力，经过喷丝组件，并通过喷丝组件的侧面开孔并输送导电丝，调节纺丝速度及导电丝输送速度，制备得到湿度感知纤维。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝工艺包括以下步骤：

制备湿度感知复合母料；

将湿度感知复合母料置于挤出装置中，在挤出口侧面同步设置输送导电丝，经过装置中所含分析纯乙醇溶液后，混合聚合物材料的氯仿溶剂溶解于分析纯乙醇溶液中，混合聚合物材料由溶液变为凝胶态，控制装置牵引速度，制备得到湿度感知纤维。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热软化拉丝工艺包括以下步骤：

制备湿度感知复合母料，所述湿度感知复合母料包含湿度敏感材料和聚合物；

由所述湿度感知复合母料制备湿度感知预制棒；

将导电丝穿过所述湿度感知预制棒，通过热软化拉丝制备得到湿度感知纤维。