线形双组分长丝、纤维或带制造技术

本发明专利技术提供一种线形或基本线形的双组分长丝、纤维或带，其包括第一弹性体组分和第二形状记忆聚合物组分，该第一弹性体组分的横截面积至少大于或小于该长丝、纤维或带的约50％，并且具有约‑125摄氏度至‑10摄氏度的玻璃化转变温度，该第二形状记忆聚合物组分的横截面积至少小于或大于约50％，并选自一种或多种热塑性聚酯型或者基于聚醚型的形状记忆聚氨酯。该第二形状记忆聚合物组分位于该双组分长丝、纤维或带内，使得该第二形状记忆聚合物组分的区域相对于该双组分长丝、纤维或带的中央芯不对称地设置。该第二形状记忆聚合物组分具有选择性设计的、在约25℃至90℃之间的形状回复温度T

Linear bicomponent filament, fiber or belt

The invention provides a linear or basic linear two-component filament, fiber or belt, which comprises a first elastomer component and a second shape memory polymer component, the cross-sectional area of the first elastomer component is at least greater than or less than about 50% of the filament, fiber or belt, and has a glass transition temperature of about \u2011 125 \u00b0 C to \u2011 10 \u00b0 C, and the second shape memory polymer The cross-sectional area of the component is at least less than or greater than about 50%, and is selected from one or more thermoplastic polyester types or polyether based shape memory polyurethane. The second shape memory polymer component is located in the two-component filament, fiber or belt, so that the area of the second shape memory polymer component is asymmetrically arranged with respect to the central core of the two-component filament, fiber or belt. The second shape memory polymer component has a selectively designed shape recovery temperature T between about 25 \u2103 and 90 \u2103

【技术实现步骤摘要】
线形双组分长丝、纤维或带相关申请的交叉引用本申请要求2018年5月22日提交的美国临时专利申请序列号62/762,815和2018年7月23日提交的美国临时专利申请序列号62/702,337的优先权，这两个临时专利申请的公开内容以引用方式整体并入本文。
本专利技术涉及基本上线形的双组分长丝、纤维或带及其使用方法。
技术介绍
形状记忆聚合物是具有第一“永久”形状和由材料变形引起的第二“临时”形状的材料。在接收外部刺激（例如热、溶剂、电流、光、磁场或pH值的变化、热刺激）时，材料返回其“永久形状”。也就是说，材料“记住”其原始形状并在经历外部刺激后返回到该形状。到目前为止，研究最充分的形状记忆聚合物是热触发的形状记忆聚合物，其通常包括硬相和软相两个相，硬相确定永久形状，软相允许临时形状的形成。硬相和软相之间的形状改变机制需要弹性网络和开关结构开关结构，该弹性网络可以在施加刺激时使材料回复到先前的应变状态，该开关结构可以在相变温度（即玻璃化转变温度(Tg)或熔融温度(Tm)）下可逆地从无弹性变成可移动。对于典型的形状记忆聚合物生产，它通常将弹性网络和开关结构化学结合到聚合物或大分子上。然而，存在一些缺点，例如那些化学交联的形状记忆聚合物不可回收，时间长后会老化，或者大规模生产的化学工艺复杂。自20世纪60年代以来，双组分长丝和纤维已被开发为合成纤维。通过这种技术，两种不同的具有合适粘度、组成的聚合物经喷丝头从两个单独的延伸器(extender)一起共挤出成一根长丝。长丝的横截面可以是不同的型式，包括同心鞘/芯、偏心鞘/芯、并排、饼楔、岛/海模式，这取决于应用要求。例如，公开号为CN104342802A的中国专利申请公开了一种双组分复合弹性纤维。其中公开的纤维是伸长长丝，它是由聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯按重量比(70:30)-(30:70)平行复合纺丝而成，纤维的卷曲数为55-75/25mm，卷曲半径小于1.0mm。热处理后，纤维的弹性伸长率为80％-120％，纤维的弹性回复率高于92％。公开号为CN101126180A的另一中国专利申请公开了一种并排的双组分弹性纤维及其制备方法。在该中国申请中，通过使用收缩PET、PBT或PTT，任何两种并置的复合聚合物由于收缩性能的差异，在延长加热处理后可以产生具有更好弹性的弹簧状卷曲结构。公开号为WO2009099548A2的PCT申请描述了一种生产自卷曲含氟聚合物和全氟聚合物长丝的方法，包括：将所述含氟聚合物和/或所述全氟聚合物加热至熔融状态，使所述含氟聚合物和/或所述全氟聚合物在压力下挤出通过喷丝板孔口而产生长丝，该长丝作为熔融聚合物表现出差异模头膨胀，其中所述长丝作为熔融聚合物，沿着其纵向长度方向分段地和连续地膨胀，并且其中所述喷丝板孔口包括具有椭圆形半岛的圆洞形状，在所述长丝的一个区段中产生椭圆形内凹间隙，作为熔融聚合物并且在所述椭圆形内凹间隙的相对侧上差异模头膨胀，封闭该间隙，在所述相对侧之间产生接缝，使得围绕所述椭圆形内凹间隙的差异模头膨胀沿着所得的长丝的一部分产生不均匀应力，从而引起所述长丝以优选的方式向所述接缝卷曲、弯曲、变形和/或扭转。美国专利号为4424257的美国专利公开了一种自卷曲多组分聚酰胺长丝和一种生产该长丝的方法。在其最简单的形式中，长丝由两种组分组成，每种组分包含相同化学组成的聚酰胺，其中一种组分含有少量与聚酰胺混合的聚烯烃。将组分共挤出形成共轭长丝，使共轭长丝在熔融状态下减薄(attenuation)，固化然后收集，从而形成长丝。长丝在熔融状态下的减薄赋予了长丝自卷曲性和分子取向。考虑到现有的自卷曲聚合物长丝的缺点，需要一种在不同条件下具有稳定、可控和可调节的卷曲形状的纤维、长丝或带。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一方面提供一种线形或基本线形的双组分长丝、纤维或带。该长丝、纤维或带包括第一弹性体组分和第二形状记忆聚合物组分，该第一弹性体组分的横截面积至少大于该长丝、纤维或带的约50％，并且具有约-125摄氏度至-10摄氏度的玻璃化转变温度，该第二形状记忆聚合物组分的横截面积至少小于约50％，并选自一种或多种热塑性聚酯型或者聚醚型的形状记忆聚氨酯，其中基于聚醚的形状记忆聚合物包括基于聚己内酯的聚合物。该第二形状记忆聚合物组分位于该双组分长丝、纤维或带内，使得该第二形状记忆聚合物组分的区域相对于该双组分长丝、纤维或带的中央芯不对称地设置。该第二形状记忆聚合物组分具有选择性设计的、在约25℃至90℃之间的形状回复温度Tr,并且其中所述第一弹性体组分比所述第二形状记忆聚合物组分在或低于所述选择性设计的形状回复温度下具有更大的弹性。本专利技术的第二方面提供一种线形或基本线形的双组分长丝、纤维或带。该长丝、纤维或带包括第一弹性体组分和第二形状记忆聚合物组分，该第一弹性体组分的横截面积至少小于该长丝、纤维或带的约50％，并且具有约-125摄氏度至-10摄氏度的玻璃化转变温度，该第二形状记忆聚合物组分的横截面积至少大于约50％，并选自一种或多种热塑性聚酯型或者聚醚型的形状记忆聚氨酯，其中基于聚醚的形状记忆聚合物包括基于聚己内酯的聚合物。该第二形状记忆聚合物组分位于该双组分长丝、纤维或带内，使得该第二形状记忆聚合物组分的区域相对于该双组分长丝、纤维或带的中央芯不对称地设置。该第二形状记忆聚合物组分具有选择性设计的、在约25℃至90℃之间的形状回复温度Tr，并且其中所述第一弹性体组分比所述第二形状记忆聚合物组分在或低于所述选择性设计的形状回复温度下具有更大的弹性。在一个实施方案中，该双组分长丝、纤维或带被配置成在伸长约50％至约300％后并释放时呈现基本上螺旋形的构造，每厘米的螺旋数目相对于伸长百分率或伸长时间的增加而增多。在另一个实施方案中，该双组分长丝、纤维或带在加热至选择性设计的形状回复温度Tr时回复基本线形的形状。作为另一种选择，对于本专利技术的第一和第二方面，本专利技术的双组分长丝、纤维或带中的第一弹性体组分和第二形状记忆聚合物组分的比例可以通过它们各自的重量比来定义。也就是说，该第一弹性体组分占该双组分长丝、纤维或带的总重量的10至90重量％范围内，而该第二形状记忆聚合物组分占该双组分长丝、纤维或带的总重量的90至10重量％范围内，其中该第一弹性体组分和该第二形状记忆聚合物组分之间的重量比为1-9:9-1，只要该第一弹性体组分和该第二形状记忆聚合物组分相对于该双组分长丝、纤维或带的横截面的定位保持不对称。本专利技术的第三方面提供一种制造本专利技术的线形或基本线形的双组分长丝、纤维或带的方法，包括任何聚合物纤维成形技术，例如湿法纺丝、干法纺丝、凝胶纺丝、静电纺丝、牵伸纺丝，通过单次挤出或多次挤出进行。在下文中通过实施方式或实施例描述制造方法的细节。附图说明下文参照附图更详细地描述本专利技术的实施方案，附图中：图1A至图1C从横截面图示出了按照弹性体和形状记忆聚合物不同布置而定的本专利技术不同实施方案，这些不同的实施方案得到本专利技术的不同的三维结构：图1A示出了根据本专利技术一个实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线形双组分长丝、纤维或带，其特征在于，包括：/n第一弹性体组分，所述第一弹性体组分的横截面积至少大于所述长丝、纤维或带的约50％，并且具有约-125摄氏度至-10摄氏度的玻璃化转变温度；/n第二形状记忆聚合物组分，所述第二形状记忆聚合物组分的横截面积至少小于约50％，并选自一种或多种热塑性聚酯型或者聚醚型的形状记忆聚氨酯，其中所述基于聚醚的聚合物包括基于聚己内酯的聚合物；/n其中所述第二形状记忆聚合物组分位于所述双组分长丝、纤维或带内，使得所述第二形状记忆聚合物组分的区域相对于所述双组分长丝、纤维或带的中央芯不对称地设置；/n并且其中所述形状记忆聚合物具有选择性设计的、在约25℃至90℃之间的形状回复温度T

【技术特征摘要】
20180522 US 62/762815;20180723 US 62/702337;2019051.一种线形双组分长丝、纤维或带，其特征在于，包括：
第一弹性体组分，所述第一弹性体组分的横截面积至少大于所述长丝、纤维或带的约50％，并且具有约-125摄氏度至-10摄氏度的玻璃化转变温度；
第二形状记忆聚合物组分，所述第二形状记忆聚合物组分的横截面积至少小于约50％，并选自一种或多种热塑性聚酯型或者聚醚型的形状记忆聚氨酯，其中所述基于聚醚的聚合物包括基于聚己内酯的聚合物；
其中所述第二形状记忆聚合物组分位于所述双组分长丝、纤维或带内，使得所述第二形状记忆聚合物组分的区域相对于所述双组分长丝、纤维或带的中央芯不对称地设置；
并且其中所述形状记忆聚合物具有选择性设计的、在约25℃至90℃之间的形状回复温度Tr；
其中所述第一弹性体组分比所述第二形状记忆聚合物组分在或低于所述选择性设计的形状回复温度下具有更大的弹性。


2.一种线形双组分长丝、纤维或带，其特征在于，包括：
第一弹性体组分，所述第一弹性体组分的横截面积至少小于所述长丝、纤维或带的约50％，并且具有约-125摄氏度至-10摄氏度的玻璃化转变温度；
第二形状记忆聚合物组分，所述第二形状记忆聚合物组分的横截面积至少大于约50％，并选自一种或多种热塑性聚酯型或者聚醚型的形状记忆聚氨酯，其中所述基于聚醚的聚合物包括基于聚己内酯的聚合物；
其中所述第二形状记忆聚合物组分位于所述双组分长丝、纤维或带内，使得所述第二形状记忆聚合物组分的区域相对于所述双组分长丝、纤维或带的中央芯不对称地设置；
并且其中所述形状记忆聚合物具有选择性设计的、在约25℃至90℃之间的形状回复温度Tr;
其中所述第一弹性体组分比所述第二形状记忆聚合物组分在或低于所述选择性设计的形状回复温度下具有更大的弹性。


3.根据权利要求1或2所述的线形双组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，刘晨敏，路胜博，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;HK