一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜及其制备方法，具体方法为：将溴甲酚紫、硼酸和十四醇充分搅拌后，加入蚕丝蛋白/明胶混合溶液，得到热敏变色混合溶液；将蚕丝蛋白/明胶混合溶液中加入黑磷烯溶液，得到含黑磷烯的混合溶液；将同轴静电喷雾装置与单轴静电纺丝装置相对设置，中间设置滚筒接收器，将含黑磷烯的混合溶液分别注入同轴静电喷雾装置的壳层与单轴静电纺丝装置的注射器，将热敏变色混合溶液注入同轴静电喷雾装置的核层注射器，先开启单轴静电纺丝装置纺丝后，再开启同轴静电喷雾装置，制备得到产品。本发明专利技术制备特殊结构的纤维膜具有优异的热敏相变和吸热性能，对温度敏感，功能性优异。

A black phosphene modified silk fibroin / Gelatin Nanofiber membrane mixed with thermal sensitive chromatic granular layer and preparation method thereof

The invention provides a silkworm silk protein / Gelatin Nanofiber membrane modified by a mixed thermal discoloration particle layer and a preparation method. The concrete method is as follows: after mixing bromocresol violet, boric acid and fourteen alcohol fully, the mixed solution of silk protein / gelatin is added to get a mixed solution of thermochromic color, and silk protein / gelatin is mixed. A mixture solution containing phosphene is added to the solution, and a mixed solution containing phosphene is obtained; the coaxial electrostatic spray device is set relative to the uniaxial electrostatic spinning device, the drum receiver is set in the middle, and the mixed solution containing the black phosphene is injected into the shell of the coaxial electrostatic spray device and the syringe of the Dan Zhoujing electric spinning device, and the thermosensitive change is changed. The color mixed solution is injected into the core layer syringe of the coaxial electrostatic spray device, and the single axis electrostatic spinning device is first opened and then the coaxial electrostatic spray device is opened to prepare the product. The fiber membrane prepared by the invention has excellent thermal sensitive phase change and heat absorption performance, and is sensitive to temperature and excellent in function.

【技术实现步骤摘要】
一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜及其制备方法
本专利技术属于纺织材料
，具体涉及一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜及其制备方法。
技术介绍
静电喷射技术是一种新型的壳核微纳米粒子或者纤维的技术，根据产物的形态不同，静电喷射技术主要分为静电喷雾和静电纺丝，主要工作原理是借助高压静电对纺丝液作用，使纺丝液中液滴电荷集中相互排斥，且受表面张力作用，在喷嘴出口处形成泰勒锥，进一步在增大的电压的作用下形成稳定的喷射流，喷射流在电场的作用下产生频率极高的不规则螺旋运动，喷射流被迅速拉细和劈裂，随着溶剂的挥发，在接收器上固化形成微纳米粒子或者纤维。静电喷射技术可分为单轴静电喷射技术、同轴静电喷射技术和改进型静电喷射技术，其中同轴静电喷射技术是使两种不相混溶的聚合物溶液分别进入核层或壳层，在高压静电作用下形成稳定的射流，射流拉细或者破裂后形成壳层液体将核层物质包覆的微纳胶囊或者纤维，且静电喷射技术在制备与使用过程中无需加热，不会导致敏感的材料的变性，使用范围广泛。中国专利CN102808286B公开的一种环氧树脂纳米纤维毡及其制备方法，将聚合物成纤基材溶于乙醇中形成纺丝鞘液，再将环氧树脂和4’4-二氨基二苯甲烷、三乙烯四胺或者孟烷二胺固化剂溶解于乙醇和丙酮的混合溶液中形成纺丝芯液，通过同轴喷雾装置，将纺丝鞘液和纺丝芯液分别注入注射器中，用轨迹软胶管连接鞘液注射器和同轴纺丝喷头，在高压电场下进行喷雾纺丝得到芯鞘结构的纳米纤维，将芯鞘结构的纳米纤维先经热固化处理后，然后置于水、乙醇或乙醇与水的混合溶液中，移除外鞘层的聚合物成纤基材，烘干，得到环氧树脂纳米纤维毡，该方法利用同轴静电纺丝技术，在微观范围内控制环氧树脂的固化方法，并固化和移除外鞘层，制备得到多功能导向的环氧树脂纤维毡。中国专利CN102745668B公开的一种具有核壳结构的碳泡沫材料及其制备方法，将聚丙烯腈和冰片溶解于N，N-二甲基乙酰胺中形成纺丝鞘液，将冰片溶解于丙酮中形成芯液，通过同轴电喷雾装置喷雾得到膜状材料，将膜状材料固化后，炭化处理，得到具有壳核结构的碳泡沫材料，该方法利用同轴电喷雾技术代替传统的高压气体鼓泡法和化学发泡法等技术，从微观层次上调控碳泡沫前驱体的成分和结构，制备得到孔隙小且均匀的具有壳核结构的碳泡沫材料。由上述现有技术可知，通过借助同轴电喷雾装置，扩大了微观级壳核多层结构的材料的可行性，增加了材料结构的变通性，有利于赋予材料更多的功能性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜及其制备方法，该纳米纤维膜包括两层含黑磷烯的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维和两层电纺纤维之间夹杂的包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白/明胶壳核颗粒，本专利技术将同轴静电喷雾装置与单轴静电纺丝装置同时作用，制备特殊结构的纤维膜，且赋予纤维膜优异的热敏相变和吸热性能，对温度敏感，功能性优异。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜，所述夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜为两层电纺纤维和两层电纺纤维之间夹杂的微纳米颗粒层，所述两层电纺纤维为含黑磷烯的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维，所述微纳米颗粒为包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白/明胶壳核颗粒。本专利技术还提供一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将蚕丝蛋白和明胶加入甲酸和六氟异丙醇的混合溶液中，搅拌均匀，得到蚕丝蛋白/明胶混合溶液；(2)将溴甲酚紫、硼酸和十四醇在90-100℃下充分搅拌后，加入步骤(1)制备的蚕丝蛋白/明胶混合溶液，混合均匀后，得到热敏变色混合溶液；(3)将步骤(1)制备的蚕丝蛋白/明胶混合溶液中加入黑磷烯溶液，混合均匀，制备得到含黑磷烯的混合溶液；(4)将同轴静电喷雾装置与单轴静电纺丝装置相对设置，中间设置滚筒接收器，将步骤(3)制备的含黑磷烯的混合溶液分别注入同轴静电喷雾装置的壳层注射器与单轴静电纺丝装置的注射器，将步骤(2)制备的热敏变色混合溶液注入同轴静电喷雾装置的核层注射器，先开启单轴静电纺丝装置纺丝后，再开启同轴静电喷雾装置，制备得到夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，蚕丝蛋白/明胶混合溶液中蚕丝蛋白与明胶的总的固含量为8-12wt％，蚕丝蛋白和明胶的质量比为6-7:3，甲酸和六氟异丙醇的体积比为3:2。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，溴甲酚紫、硼酸和十四醇的质量比为1:3-5:8-10。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，含黑磷烯的混合溶液中黑磷烯的含量为1-3wt％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，将同轴静电喷雾装置与滚筒接收器的距离为15-20cm，电压为15-20kV，核层的流速为0.2-0.3mL/h，壳层的流速为0.7-1mL/h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，单轴静电纺丝装置与滚筒接收器的距离为15-20cm，电压为15-20kV，流速为0.5-0.8mL/h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，滚筒接收器的转速为50-80r/min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，开启单轴静电纺丝装置纺丝的时间为30-60min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜包括两层电纺纤维和两层电纺纤维之间夹杂的微纳米颗粒层，所述两层电纺纤维的厚度为0.5-3mm，微纳米颗粒层的厚度为0.3-1mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜包括两层含黑磷烯的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维和两层电纺纤维之间夹杂的包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白/明胶壳核颗粒，为了得到这种结构，将同轴静电喷雾装置与单轴静电纺丝装置相对设置，并先后交替进行电喷雾处理，在含黑磷烯的蚕丝蛋白明胶纤维膜中夹杂包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白壳核颗粒，利用蚕丝蛋白大分子的交联缠结性与明胶的凝胶性结合，将黑磷烯牢固均匀的分散其中，利用黑磷烯特殊的直接带隙和高电子迁移率，具有优异的光学、电学和热学性能，赋予蚕丝蛋白/明胶纳米纤维优异吸热性和机械性能，两层含黑磷烯的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维中夹杂包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白/明胶壳核颗粒，不仅降低了热敏变色材料受外界环境和力量的影响，而且通过黑磷烯的性能，并没有降低热敏变色材料对外界温度的影响力，赋予纤维膜优异的热敏相变和吸热性能，对温度敏感，还具有良好的机械性能和亲肤性能，功能性优异。(2)本专利技术制备的夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜利用将同轴静电喷雾装置与单轴静电纺丝装置相对设置并先后交替进行电喷雾处理，制备方法简答，可操控性强，一步制备得到将纤维膜与微纳米颗粒分层结合在一起，形成类似三明治的结构，制备的夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜可用于温度感应领域，适用于智能纺织材料中。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜，其特征在于：所述夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜为两层电纺纤维和两层电纺纤维之间夹杂的微纳米颗粒层，所述两层电纺纤维为含黑磷烯的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维，所述微纳米颗粒为包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白/明胶壳核颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜，其特征在于：所述夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜为两层电纺纤维和两层电纺纤维之间夹杂的微纳米颗粒层，所述两层电纺纤维为含黑磷烯的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维，所述微纳米颗粒为包覆热敏变色材料的蚕丝蛋白/明胶壳核颗粒。2.一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将蚕丝蛋白和明胶加入甲酸和六氟异丙醇的混合溶液中，搅拌均匀，得到蚕丝蛋白/明胶混合溶液；(2)将溴甲酚紫、硼酸和十四醇在90-100℃下充分搅拌后，加入步骤(1)制备的蚕丝蛋白/明胶混合溶液，混合均匀后，得到热敏变色混合溶液；(3)将步骤(1)制备的蚕丝蛋白/明胶混合溶液中加入黑磷烯溶液，混合均匀，制备得到含黑磷烯的混合溶液；(4)将同轴静电喷雾装置与单轴静电纺丝装置相对设置，中间设置滚筒接收器，将步骤(3)制备的含黑磷烯的混合溶液分别注入同轴静电喷雾装置的壳层注射器与单轴静电纺丝装置的注射器，将步骤(2)制备的热敏变色混合溶液注入同轴静电喷雾装置的核层注射器，先开启单轴静电纺丝装置纺丝后，再开启同轴静电喷雾装置，制备得到夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜。3.根据权利要求2所述的一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，蚕丝蛋白/明胶混合溶液中蚕丝蛋白与明胶的总的固含量为8-12wt％，蚕丝蛋白和明胶的质量比为6-7:3，甲酸和六氟异丙醇的体积比为3:2。4.根据权利要求2所述的一种夹杂热敏变色颗粒层的黑磷烯改性的蚕丝蛋白/明胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚维，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44