具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维及其制备方法，该纤维是将石墨烯、分散剂和莱赛尔纤维原料与溶剂混合制成纺丝液，然后利用纺丝液后纺丝制得，其中莱赛尔纤维原料为棉浆粨，且石墨烯、分散剂和棉浆粨的质量比为1︰0.1～0.2︰20～30。制备时，将石墨烯、分散剂与棉浆粨溶于NMMO水溶液中制备纺丝液；然后进行纺丝，得到的纤维依次经凝固浴、醇洗、漂白、水洗、上油和烘干操作，得到具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维。其强力性能与市场采购的莱赛尔纤维接近，且具有较好的蓄温功能。

Lessel fiber with heat storage and heat preservation function and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维及其制备方法
本专利技术涉及莱赛尔纤维
，具体涉及一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维及其制备方法。
技术介绍
随着人们生活水平的日益提高，各种新型的服装被研发出来，其中，具有蓄热发热功能的服装日益受到人们的青睐，这种服装主要适用于在寒冷的气候下穿，其具有较好的保温功能，它还可以储存人体释放的热量。莱赛尔纤维是一种新型的可再生纤维素纤维，其是通过N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂直接溶解纺丝浆粕，经纺丝工艺制备得到。莱赛尔纤维具有天然纤维的吸湿性、染色性、服用舒适性和具有合成纤维的高强度、经久耐用性等性能。莱赛尔纤维的生产过程对环境无污染，其本身可自然降解，被称为誉为21世纪革命性纤维。当前，多功能纺织品的市场需求日益增强，其中，蓄热保温功能的纺织品越来越受到消费者的欢迎，其不仅可以起到保暖的功能，而且在衣着美观方面发挥重要作用。中国专利技术专利申请号200810244102.2公布了蓄热保温整理方法，其采用含有蓄热保温组合物的溶液对织物进行整理；中国专利技术专利申请号201010620582.5公布了一种轻量保温织物，其通过采用一种中空率在10％～80％的中空聚酯纤维纱线仿造热水瓶保温理念制得。然而，这些方法制造方法过于复杂，成本较高，长久使用后其保温功能易于丧失。因此，急需寻找到一种高效、便捷、低成本和耐久性强的蓄热保温纤维是当前亟待解决的难题。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维及其制备方法，该纤维具备较好的蓄温功能。莱赛尔纤维在制备过程中，需要在溶剂中将木浆纤维素溶解；石墨烯在合适的条件下具有蓄热保温性能，将石墨烯与莱赛尔纤维结合，制备出的含石墨烯的莱赛尔纤维将变成蓄热保温纤维。但是，由于石墨烯在制备莱赛尔纤维的纺丝液中易沉淀，从而导致石墨烯在纺制的莱赛尔纤维中分布不均匀，混合存在难题。本专利技术的技术方案是，一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，该纤维是将石墨烯、分散剂和莱赛尔纤维原料与溶剂混合制成纺丝液，然后利用纺丝液后纺丝制得，其中莱赛尔纤维原料为棉浆粨，且石墨烯、分散剂和棉浆粨的质量比为1︰0.1～0.2︰20～30。进一步地，所述溶剂为NMMO水溶液，浓度为82～92wt％。进一步地，其中纺丝液的中棉浆粨的质量浓度为12～15％。进一步地，所述分散剂制备时，先将丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和烯丙基聚氧乙烯醚溶解与水中配置为单体溶液，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将配置好的单体与过硫酸铵引发剂分别滴加到装有水的容器中，滴加完毕后，保温3～4h进行反应；再冷却，得分散剂溶液，最后进行透析和喷雾干燥，得到分散剂粉体。进一步地，所述丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和烯丙基聚氧乙烯醚摩尔比为1∶1∶0.3～0.5；过硫酸铵的质量占单体总质量的0.1～2％。进一步地，透析处理时将分散剂溶液放入分子量为10000～20000的透析袋，置于1000倍体积的去离子水中进行透析，透析2～3次，透析间隔时间为24小时。本专利技术还涉及制备所述具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维的方法，包括以下步骤：1)纺丝液的制备：将石墨烯、分散剂与棉浆粨溶于NMMO水溶液中，在反应釜中于115～130℃真空搅拌溶解3～5小时，制得纺丝液；2)莱赛尔纤维的纺丝：将纺丝液加入螺杆挤压机，在96～115℃下进一步溶解，然后过滤，进入纺丝系统进行纺丝，喷出的丝线在空气中呈垂直拉伸，进入凝固浴槽，凝固成形；3)纤维的醇洗：将步骤2)处理后的纤维浸入浓度为85～92％的乙醇溶液，浸入时间为3～5小时，溶液温度为室温，浴比1︰12～16；4)纤维的漂白：将步骤3)处理后的纤维浸入浓度为0.1～0.3g/L的漂白剂溶液，浸入时间为3～4小时，溶液温度为50～55℃，浴比1︰24～28；5)纤维的水洗：将步骤4)处理后的纤维浸入70～85℃的热水中，时间为3～4小时，浴比1︰20～25；6)纤维的上油：将步骤5)处理后的纤维浸入3～4g/L的油浴溶液，油浴温度为80～85℃，时间为3～4小时，浴比1︰15～20；7)纤维的烘干：将步骤6)处理后的纤维经过烘干处理后得到具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维。进一步地，石墨烯先采用球磨机进行研磨，使其粒径范围至200～500nm；然后加入NMMO水溶液进行混合。进一步地，步骤1)中NMMO水溶液初始初始浓度为49-54％，先进行减压蒸馏至95-98％后加入棉浆粨。棉浆粨的质量与NMMO水溶液体积的浴比为1︰12～16，g/mL。进一步地，步骤2)纺丝时，纺丝系统气隙长度为7～9cm，纺丝速度为35～55m/min，喷丝板孔径为15～115μm，孔毛细管长350～800μm；凝固浴槽内为10～14wt％的NMMO水溶液，温度为0～14℃。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术制备的具有蓄热保温功能莱赛尔纤维干断裂强度介于50～52cN/tex之间，其干断裂伸长率介于13％～14％之间，其纤维湿断裂强度介于39～40cN/tex之间，其湿断裂伸长率介于17％～19％之间，其主要强力性能优于市场采购的莱赛尔纤维的强力性能。本专利技术制备的纤维素纤维是一个合格的莱赛尔纤维。2、本专利技术针对石墨烯与莱赛尔纤维均匀结合困难的问题，制备了一种分散剂，该分散剂含有阳离子基团，其可以有效地吸附在石墨烯表面；其聚氧乙烯可以形成长支链，产生强大的分散性能，从而，使石墨烯较好的均匀分布于纺丝液中，从而实现了石墨烯在莱赛尔纤维中的均匀分布。制备的蓄热保温功能的莱赛尔纤维织物穿着在人体身上，其具有较好的蓄温功能。3、本专利技术采用NMMO同时溶解纤维素和纳米石墨烯，然后将其纺丝，制成蓄热保温功能的莱赛尔纤维；本专利技术方法制备的蓄热保温功能的莱赛尔纤维全部生产工艺简单，价格低廉，生产过程对环境污染小。附图说明图1是实施例1制备的莱赛尔纤维a的电镜图。具体实施方式下面结合实施例，进一步阐明本专利技术。分散剂的制备：将丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和烯丙基聚氧乙烯醚(n＝23)的同时溶解于150mL去离子水中配置为单体溶液，备用；其中，丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和烯丙基聚氧乙烯醚的摩尔比为1∶1∶0.5；然后，在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将配置好的单体与过硫酸铵引发剂分别滴加到装有250mL去离子水的四口烧瓶中，其中，过硫酸铵的质量占单体总质量的1％，滴加时间控制在3h，滴加完毕后，保温4h；最后冷却，即制得分散剂溶液，然后将分散剂溶液放入分子量为10000～20000的透析袋，置于1000倍体积的去离子水中进行透析，透析3次，透析间隔时间为24小时，然后，将透析袋中的溶剂喷雾干燥，制得粉体的分散剂。实施例1：一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，该纤维是将石墨烯、分散剂和莱赛尔纤维原料与溶剂混合制成纺丝液，然后利用纺丝液后纺丝制得，其中莱赛尔纤维原料为棉浆粨，且石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：/n该纤维是将石墨烯、分散剂和莱赛尔纤维原料与溶剂混合制成纺丝液，然后利用纺丝液后纺丝制得，其中莱赛尔纤维原料为棉浆粨，且石墨烯、分散剂和棉浆粨的质量比为1︰0.1～0.2︰20～30。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：
该纤维是将石墨烯、分散剂和莱赛尔纤维原料与溶剂混合制成纺丝液，然后利用纺丝液后纺丝制得，其中莱赛尔纤维原料为棉浆粨，且石墨烯、分散剂和棉浆粨的质量比为1︰0.1～0.2︰20～30。


2.根据权利要求1所述的具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：所述溶剂为NMMO水溶液，浓度为82～92wt%。


3.根据权利要求2所述的具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：其中纺丝液的中棉浆粨的质量浓度为12～15%。


4.根据权利要求1所述的具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：所述分散剂制备时，先将丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和烯丙基聚氧乙烯醚溶解与水中配置为单体溶液，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将配置好的单体与过硫酸铵引发剂分别滴加到装有水的容器中，滴加完毕后，保温3～4h进行反应；再冷却，得分散剂溶液，最后进行透析和喷雾干燥，得到分散剂粉体。


5.根据权利要求4所述的具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：所述丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和烯丙基聚氧乙烯醚摩尔比为1∶1∶0.3～0.5；过硫酸铵的质量占单体总质量的0.1～2%。


6.根据权利要求4所述的具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维，其特征在于：透析处理时将分散剂溶液放入分子量为10000～20000的透析袋，置于1000倍体积的去离子水中进行透析，透析2～3次，透析间隔时间为24小时。


7.制备权利要求1-6任意一项所述具有蓄热保温功能的莱赛尔纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）纺丝液的制备：将石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶兆清，董雄伟，叶小波，胡志钢，
申请(专利权)人：当阳市鸿阳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42