一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物制造技术

本发明专利技术公开了一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，是由聚乳酸纤维交织而成；所述聚乳酸纤维具有芯壳结构，具体是由芯层、中间层以及壳层构成，其中芯层为聚乳酸，提供纤维和织物基本的力学强度；中间层是由含有纳米颗粒的聚乳酸构成，所述纳米颗粒中含有低表面能小分子化合物，提供纤维和织物疏水性；壳层是由聚乳酸所构成，具有开孔结构，提供低表面能化合物的迁移通道，起到自修复疏水性能的作用。本发明专利技术克服了以往聚乳酸纤维织物在使用过程中防水性丧失的问题，解决了日常生活需要。要。要。

A self repairing waterproof polylactic acid fiber fabric with core shell structure

【技术实现步骤摘要】
一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物


[0001]本专利技术属于纺织纤维领域，具体涉及一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物。

技术介绍

[0002]随着人们对环境问题给予了充分的关注，对可持续发展观念有了更深入的了解，更具环保性的纤维制品得到了广大群众的青睐，而聚乳酸纤维就是其中的一个典型的代表。聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含有淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成。聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其具有优异的生物降解性能、良好的强度和回弹性，非常适合绿色环保纺织品的生产，对于聚乳酸纤维织物或聚乳酸纤维含量较高的织物而言，其综合性能比较好，具有面料手感、悬垂性好，抗紫外线、爽肤、透气的优点，具有较低的可燃性和优良的加工性能，非常适合于夏季服装面料的开发。
[0003]然而，聚乳酸纤维织物的防水性质会在使用过程中丧失，为了解决该问题，本专利技术提供了一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，使其具有优异的防水效果，解决了上述
技术介绍
中所涉及的聚乳酸纤维防水性丧失的问题。
[0005]本专利技术具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，是由聚乳酸纤维交织而成，所述聚乳酸纤维具有芯壳结构，具体是由芯层、中间层以及壳层构成。
[0006]所述聚乳酸纤维中：芯层为普通聚乳酸，提供纤维和织物基本的力学强度；中间层是由含有纳米颗粒的聚乳酸所构成，所述纳米颗粒中含有低表面能小分子化合物，提供纤维和织物疏水性；壳层是由聚乳酸所构成，具有开孔结构，提供低表面能化合物的迁移通道，起到自修复疏水性能的作用。
[0007]进一步地，所述聚乳酸纤维中芯层、中间层和壳层中聚乳酸的质量比为5:3:2。聚乳酸纤维直径为30～120μm。
[0008]所述聚乳酸纤维的中间层中，纳米颗粒与聚乳酸的质量比为1:10～1:20。所述纳米颗粒选自介孔二氧化硅、介孔二氧化钛、金属有机框架等纳米级材料。所述低表面能小分子化合物选自8～18碳的全氟三甲氧基硅烷、全氟有机酸、全氟有机胺等含氟化合物或者甲基硅油、石蜡、硬脂酸、10～18碳有机胺等不含氟的化合物。低表面能小分子化合物与纳米颗粒的质量比为1:10～1:20。
[0009]所述聚乳酸纤维的壳层中，聚乳酸所具有的开孔结构是通过将水溶性无机盐粒子分散于聚乳酸纤维壳层中，然后经过水洗步骤后形成。水溶性无机盐粒子与壳层聚乳酸的
质量比为 1:10～1:20。所述水溶性无机盐粒子为氯化钠、氯化钙或氯化镁等。
[0010]本专利技术具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，通过控制温度，可以加速低表面能小分子化合物的迁移速度，从而达到快速修复疏水性能的目的。
[0011]本专利技术具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物的制备过程如下：
[0012]①
取普通聚乳酸材料，置于挤出机内熔融共混，进行挤出、造粒，所制得的粒料作为纤维芯材原料备用，其中纤维芯层1、中间层3和壳层4中聚乳酸的质量比为5:3:2；
[0013]②
向98％乙醇水溶液中加入低表面能小分子化合物，用乙酸调节pH至3.5，搅拌36h，配置纳米颗粒粉体乙醇溶液，将上述水解后的低表面能小分子化合物溶液与其以体积比为4:1 混合，搅拌10h，离心分离后在真空干燥箱内于100℃干燥8h，得到表面改性后的纳米颗粒。采用超声搅拌并辅助一定程度的机械搅拌下将所制得的表面改性后的纳米颗粒均匀地分散于聚乳酸基体中，将所制得的材料置于挤出机内熔融共混，挤出、造粒，此时所制得的粒料作为中间层材料备用，其中纳米颗粒与中间层聚乳酸的质量比为1:10～1:20，低表面能小分子化合物与纳米颗粒的质量比为1:10～1:20。
[0014]③
将致孔剂(即水溶性无机盐粒子)、聚乳酸置于50℃的干燥箱内干燥10h，再将干燥后的致孔剂球磨5h，经200mesh标准筛筛选60μm以下粒径范围的粒子，将致孔剂、聚乳酸按照质量比为1:10～1:20的比例均匀混合，经密炼机预混，再置于连续混炼机中混合熔融，转速设置为500r/min，温度设置为120℃；将所制得的混合物于蒸馏水中浸泡48h，每隔10h进行换水，使得致孔剂充分溶解，取出样品将其置于45℃的干燥箱内进行低温干燥，可制得多孔材料，作为外壳层材料备用。
[0015]④
采用同轴熔融纺丝设备，将步骤
①
制备的芯层材料、步骤
②
制备的中间层材料以及步骤
③
制备的外壳层材料投入到设备中，芯层、中间层与壳层的质量比为1:1:1～1:3:5，然后进行同轴熔融纺丝，设定纺丝电压为18kV，纺丝距离为5cm，纤维直径为30～120μm。所制备的聚乳酸纤维交织形成织物，则成功制备了一种具有良好耐久性的自修复聚乳酸纤维织物。
[0016]本专利技术具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，其优势在于：
[0017]1、本专利技术防水性聚乳酸纤维采用环保原料，原料易得且对人体无伤害，使用后的该种具有防水性的功能纤维也可被生物降解或回收利用，做到了生产、使用、回收全程绿色环保；
[0018]2、本专利技术纤维芯材采用了疏水性化合物，与一般的聚乳酸纤维相比，具有优异的防水效果，克服了以往聚乳酸纤维不具有防水性的问题；
[0019]3、本专利技术防水性聚乳酸纤维，还具有一定的自发修复功能。这是由于在一定温度下，低表面能小分子化合物可迁移至受损表面所赋予的，并因此进一步提高了该类功能聚乳酸纤维的价值即材料的稳定性和使用寿命，将自修复性能引入到超疏水材料中，使其更具应用前景。
附图说明
[0020]为了更清楚的说明本专利技术的技术方案，下面将对附图作简单的介绍。
[0021]图1为本专利技术具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物的结构示意图。其中，1聚乳酸芯层，2纳米颗粒、低表面能小分子物质，3中间层，4外层，5致孔剂/微孔。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0023]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的物质涵盖出现在该词后面列举的物质及其等同。
[0024]下面将结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]本专利技术实施例提供了一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，其特征在于：所述具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物是由聚乳酸纤维交织而成；所述聚乳酸纤维具有芯壳结构，具体是由芯层、中间层以及壳层构成，其中芯层为聚乳酸，提供纤维和织物基本的力学强度；中间层是由含有纳米颗粒的聚乳酸构成，所述纳米颗粒中含有低表面能小分子化合物，提供纤维和织物疏水性；壳层是由聚乳酸所构成，具有开孔结构，提供低表面能化合物的迁移通道，起到自修复疏水性能的作用。2.根据权利要求1所述的具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，其特征在于：所述聚乳酸纤维中芯层、中间层和壳层中聚乳酸的质量比为5:3:2。3.根据权利要求1所述的具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，其特征在于：所述聚乳酸纤维的中间层中，纳米颗粒与聚乳酸的质量比为1:10～1:20。4.根据权利要求1所述的具有芯壳结构的自修复防水聚乳酸纤维织物，其特征在于：所述纳米颗粒选自介孔二氧化硅、介孔二氧化钛、金属有机框架纳米级材料；所述低...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文，李雨晴，郑倩南，郝文涛，李荣杰，冯杰，陈中碧，刘振，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：