一种相变纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纤维技术领域，具体为一种相变纤维，包括岛组分和海组分，所述岛组分由包含基体聚合物、相变介质、交联剂及催化剂等辅助制剂在内的原料制成，所述海组分为聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)，本发明专利技术还公开了一种相变纤维的制备方法，包括以下制作步骤：S1，相变原料制备；S2，切片干燥；S3，挤压熔融；S4，调节粘度；S5，喷丝；S6，上油卷丝。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术的配方合理，采用复合纺丝法制备出海岛型的相变纤维，通过在岛组分中添加相变介质，使其具有双向调温的功能，用其制成的贴身衣物能够在室温上下随所处环境的变化而吸收或放出能量，从而减低人体皮肤表面温度的波动，提高服用舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种相变纤维及其制备方法
本专利技术涉及纤维
，具体为一种相变纤维及其制备方法。
技术介绍
研究表明，当人体处于热平衡时，感觉舒适的皮肤平均温度在33.4℃左右，身体任何部位的皮肤温度与皮肤平均温度的差在1.5～3.0℃范围内，人体感觉不冷不热，若温度差超过±4.5℃范围，人体将有冷暖感。因此，如果能够根据人体皮肤的这一特点研制在环境温度较高时具有吸热功能、在环境温度较低时具有放热功能的纤维，将从根本上改变原有纤维的功能，大大改善传统服装的舒适性和环境温度适应性。传统的保暖纤维材料靠对热流的反射和隔绝来达到保温目的，以纺织品的厚度、静止空气和反射材料为主要着眼点，如蓬松絮片、中空纤维和高弹性卷曲纤维的多静止空气层的隔绝；铝膜或金属膜的反射作用隔绝；陶瓷粉末等的反射、吸收转换作用的隔绝和生热等。但这些机制对过冷环境和自感觉热状态显然无能为力。纤维可以在不同的温度下，激发启动吸热或放热，通常又称为自适应相变纤维。所谓自适应(self-adapted)是指对环境温度的自调整性。当温度高于某一阈值时，材料相变而吸热，使温度不再升高；温度低于某一阈值时，纤维相变而放热，使温度不再降低。因此，这类纤维材料可主动地、智能地控制周围的温度，故又称为智能纤维。这种纤维大都具有双向温度调节和适应性，可以在温度振荡环境中反复循环使用。显然这种主动性、自适应性和反复循环作用是区别于传统保暖纤维和目前一些“调温纤维”的。相变纤维也不同于舒适导湿和凉爽纤维，前者通过快速吸、导湿和水汽蒸发来散热；而后者以纤维或织物表层为导湿快干的材料，如海岛复合、超细、表面多沟槽纤维等。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种相变纤维及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种相变纤维及其制备方法，包括岛组分60～90％和海组分10～40％，其特征在于：所述岛组分由包含基体聚合物10～40％、相变介质50～80％、交联剂及催化剂等辅助制剂6～10％在内的原料制成，所述海组分为聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)。优选的，所述基体聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。优选的，所述相变介质为聚乙二醇(PEG)，相对分子量为6000～20000，化学纯。优选的，所述交联剂和催化剂等辅助制剂包括：交联剂二异氰酸甲苯酯、催化剂顺丁烯二酸二丁基锡、交联剂邻苯二甲酸酐、催化剂浓硫酸、交联剂乙二醇、催化剂三氧化二锑、二甲基亚砜(DMSO)。优选的，所述聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)的相对分子质量为19800～22000。一种相变纤维的制备方法，包括以下制作步骤：S1，相变原料制备，将PEG和PET端部羟基，通过交联剂将PEG偶联在PET上，然后再通过化学键将其接枝在聚酯骨架材料PET上，最后采用化学接枝法成功制备PEG/PETPCM；具体方法为：首先将PEG、PET和不同交联剂干燥，处理后的PEG与纯净水、PET与二甲基亚砜分别以1/3和1/20的质量比配成溶液。向PEG溶液中加入一定量的邻苯二甲酸酐(其用量保证整个制备过程中它所含的羧酸根的量是PEG和PET中羟基的量的1.1倍)和少量的催化剂浓硫酸(其用量为邻苯二甲酸酐的0.1％)，混合液在搅拌回流条件下预反应30min，最后加入一定质量配比的PET溶液，在磁力搅拌下混合均匀后在100℃保持2.5h，让其充分反应。反应完全后混合物成凝胶状，洗涤抽滤3～4次后，将乳白色凝胶置于水中浸泡24h以上，除去游离的PEG及残余的DMSO、邻苯二甲酸酐、催化剂等，再置于烘箱中彻底干燥，以除去水分，最后置于真空干燥箱中100℃下干燥24h，即得到乳白色的PCM，然后经切片机制成切片；S2，切片干燥，将岛组分和海组分的切片放入FBCD型原料干燥机中进行干燥，控制干燥机温度分别为80～100℃、125～135℃，干燥6～8h以上后取出；S3，挤压熔融，将干燥后的岛组分和海组分分别送入各自螺杆挤出机进行挤压熔融，同时向两条螺杆挤出机的机头中通入氮气，分别得到两组组分的熔融体；S4，调节粘度，将挤压熔融后的两种原料熔体分别送入熔体管道，控制岛组分熔体的管道温度为200～230℃，调节该熔体在管道内的总停留时间为7～8min，控制海组分熔体的管道温度为250～270℃，调节该熔体在管道内的总停留时间为8～9min；S5，喷丝，将步骤三中的两种原料熔体送入纺丝箱体，经计量泵精确计量后挤出，分配到纺丝箱体内的复合组件中，经过组件内的分配管道将岛组分均匀分配到海组分中，由同一喷丝孔喷出，得到纤维原丝；S6，上油卷丝，将纤维原丝冷却成型后放置在卷丝机中，经过上油、卷绕作业，控制绕丝速度为1200～1400m/min，形成卷绕丝，最终得到以基体聚合物、相变介质、辅助制剂在内的原料为岛组份，PTT为海组份的相变纤维。优选的，步骤三中，所述岛组分螺杆挤出机温度控制参数为：一区190℃，二区193℃，三区192℃，四区190℃，五区188℃，机头210℃；所述海组分螺杆挤出机温度控制参数为：一区245℃，二区248℃，三区252℃，四区258℃，五区260℃，机头260℃。优选的，步骤三中岛组分的熔体粘度为0.48，海组分的熔体粘度为0.9。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的配方合理，采用复合纺丝法制备出海岛型的相变纤维，通过在岛组分中添加相变介质，使其具有双向调温的功能，用其制成的贴身衣物能够在室温上下随所处环境的变化而吸收或放出能量，从而减低人体皮肤表面温度的波动，提高服用舒适性，PTT作为海组分使得相变纤维具有良好的拉伸回弹性和蓬松性，同时增强了材料的抗水解性能和抗折皱性能，该纤维生产成本底，易于工业大规模生产；2.本专利技术使用PET作为基体聚合物，因PET为刚性分子，熔点高达250℃，所以用其与PEG合成相变材料可以提高材料的整体粘度及热稳定性；3.本专利技术中在螺杆挤出机的机头中通入氮气是为了防止原料在熔融过程中过度氧化，材料异味较小，降低相变纤维后续提香的工序，适用性更广，纤维无毒无害，对环境友好，极具市场潜力。附图说明图1为本专利技术实施例与普通涤纶纤维制品升温曲线对比图。具体实施方式下面对本专利技术实施例和附图中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术提供如下技术方案：一种相变纤维及其制备方法，包括岛组分60％和海组分40％，其特征在于：所述岛组分由包含相变介质(PEG)70％，相对分子量10000，化学纯，基体聚合物20％、交联剂及催化剂等辅助制剂10％在内的原料制成，所述海组分为PTT。一种相变纤维的制备方法，包括以下制作步骤：S1，相变材料制备，首先将PEG、PET和不同交联剂干燥，处理后的PEG与纯净水、PET与二甲基亚砜分别以1/3和1/20的质量比配成溶液。向PEG溶液中加入一定量的邻苯二甲酸酐(其用量保证整个制备过程中它所含的羧酸根的量是PEG和PET中羟基的量的1.1倍)和少量的催化剂浓硫酸(其用量为邻苯二甲酸酐的0.1％)，混合液在搅拌回流条件下预反应30min，最后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变纤维及其制备方法，包括岛组分60～90％和海组分10～40％，其特征在于：所述岛组分由包含基体聚合物10～40％、相变介质50～80％、交联剂及催化剂等辅助制剂6～10％在内的原料制成，所述海组分为聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)。

【技术特征摘要】
1.一种相变纤维及其制备方法，包括岛组分60～90％和海组分10～40％，其特征在于：所述岛组分由包含基体聚合物10～40％、相变介质50～80％、交联剂及催化剂等辅助制剂6～10％在内的原料制成，所述海组分为聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)。2.根据权利要求1所述的一种相变纤维及其制备方法，其特征在于：所述基体聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)其中的一种。3.根据权利要求1所述的一种相变纤维及其制备方法，其特征在于：所述相变介质为聚乙二醇(PEG)，相对分子量为4000～20000，化学纯。4.根据权利要求1所述的一种相变纤维及其制备方法，其特征在于：所述交联剂和催化剂等辅助制剂包括：交联剂二异氰酸甲苯酯、催化剂顺丁烯二酸二丁基锡、交联剂邻苯二甲酸酐、催化剂浓硫酸、交联剂乙二醇、催化剂三氧化二锑、二甲基亚砜(DMSO)。5.根据权利要求1所述的一种相变纤维及其制备方法，其特征在于：所述辅助制剂中的交联剂二异氰酸甲苯酯、催化剂顺丁烯二酸二丁基锡、交联剂邻苯二甲酸酐、催化剂浓硫酸、交联剂乙二醇、催化剂三氧化二锑均为化学纯，二甲基亚砜(DMSO)为分析纯。6.根据权利要求1所述的一种相变纤维及其制备方法，其特征在于：所述聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)的相对分子质量为18820～22660。7.一种如权利要求1-6任意一项所述的相变纤维的制备方法，其特征在于：包括以下制作步骤：S1，相变原料制备，将PEG和PET端部羟基，通过交联剂将PEG偶联在PET上，然后再通过化学键将其接枝在聚酯骨架材料PET上，最后采用化学接枝法成功制备PEG/PETPCM；具体方法为：首先将PEG、PET和不同交联剂干燥，处理后的PEG与纯净水、PET与二甲基亚砜分别以1/3和1/20的质量比配成溶液。向PEG溶液中加入一定量的邻苯二甲酸酐(其用量保证整个制备过程中它所含的羧酸根的量是PEG和PET中羟基的量的1.1倍)和少量的催化剂浓硫酸(其用量为邻苯二甲酸酐的0.1％)，混合液在搅拌回流条件下预反应30min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：关乐，刘虎易，何小林，邹凯东，
申请(专利权)人：苏州龙杰特种纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32