一种环保型皮芯结构调温纤维及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于功能纤维技术领域，公开了一种环保型皮芯结构调温纤维及其制备方法与应用。该皮芯纤维是由可天然降解的聚乳酸材料制备而成，其皮层是高熔点的聚乳酸，芯层是不同分子量的低熔点聚乳酸，可用于吸热降温材料。在120～200℃条件下芯层吸热而皮层保持不变。本发明专利技术制备的环保型皮芯结构调温纤维具有多功能、高品质等特点，用作降温材料，在生产和使用过程不会产生对环境有害的物质，可以储能调温，天然降解，制造工艺简单。制造工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型皮芯结构调温纤维及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于功能纤维
，特别是涉及一种环保型皮芯结构调温纤维及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着社会需求的不断发展和科学技术的不断进步，越来越多的功能纤维被研发出来，相变纤维是利用物质相变过程中释放或吸收潜热、温度保持不变的特性开发出来的一种蓄热调温功能纤维。将其应用于纺织品中,可以吸收热量储存在纺织品内部,或放出纺织品中储存的热量,形成自己的相对独立的微气候,从而实现稳定调节功能。
[0003]目前调温纤维的制备方法有微胶囊湿法纺丝法、纤维表面填充法等等。微胶囊湿法纺丝法存在制备过程污染大,工序繁杂的弊端；纤维表面涂层法存在耐洗性差的缺陷。专利技术专利CN108360079A中将离子液体作为皮芯纤维中的芯层,进行相变材料的灌装,其纤维末端的封端存在问题，且在纤维发生断裂时，调温纤维的性能会遭到很大程度上的破坏。专利技术专利CN101906670B公开了一种熔纺型固
–
液复合相变纤维的纺丝设备及其制备方法,将液态相变材料直接以液态的形式储存在纤维内部,液态相变材料熔化也存在不稳定的问题。专利技术专利CN104911724A的芯层材料包含基体聚合物、相变介质、发泡剂偶氮二甲酰胺、活化剂氧化锌和助交联剂在内的原料制成，使用的材料众多，成本较高，其中的相变介质为单一的有机相变材料，制备的储能调温纤维难以做到每一时段的温度值都能够最大程度的接近相变点，储热效率低。
[0004]上述调温纤维中的芯层都是不同质的、不同相变点的相变材料，由于多种材料不同质，存在材质之间不相容造成的微观裂隙问题，该裂隙会阻碍热流的传导，降低导热性。不同质相变材料混合在一起，由于各自不同的分子结构，还可能影响结晶，进而影响过冷度。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术提供一种环保型皮芯结构调温纤维及其制备方法与应用，该方法制备的调温纤维由同质的高熔点聚乳酸皮层和几种不同熔点的低熔点低分子量聚乳酸芯层组成，使用的材料成分单一，相变温度范围大，储热效率高，能天然降解，制造工艺简单，制造成本低等特点，可较好的应用在环保功能纤维的功能化改性领域，满足化纤行业生产需求。
[0006]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种环保型皮芯结构调温纤维，所述调温纤维呈皮芯结构，所述调温纤维的皮层材料为高熔点聚乳酸，所述调温纤维的芯层材料为低熔点低分子量聚乳酸。
[0008]进一步的，所述高熔点聚乳酸的熔点为200～230℃，所述低熔点低分子量聚乳酸的熔点为70～170℃，所述低熔点低分子量聚乳酸的分子量为5000
‑
200000。
[0009]进一步的，所述调温纤维的芯层材料为包括一种、两种或两种以上不同熔点的低
分子量聚乳酸。
[0010]进一步的，所述调温纤维的相变焓为30～70J/g。
[0011]进一步的，所述调温纤维的单丝直径为10
‑
100μm
[0012]本专利技术还提供了一种环保型皮芯结构调温纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1.将皮层材料和芯层材料按质量比1:9～9:1分别加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出后经过同板皮芯型复合纺丝组件，再经皮芯型复合喷丝孔喷出，得到功能原丝；
[0014]其中，所述皮层材料为熔点为200～230℃的高熔点聚乳酸；
[0015]所述芯层材料为含有一种、两种或两种以上不同熔点的低熔点低分子量聚乳酸，所述低熔点低分子量聚乳酸的熔点为70～170℃，所述低熔点低分子量聚乳酸的分子量为5000
‑
200000；
[0016]S2.将所述功能原丝进行牵伸，得到环保型皮芯结构的调温纤维，所述调温纤维的相变焓为30～70J/g。
[0017]进一步的，上述制备方法中，所述熔融挤出后经过同板皮芯型复合纺丝组件的温度为200～250℃，所述牵伸的温度范围为100～200℃，所述牵伸的牵伸倍数为1～5倍。
[0018]进一步的，上述制备方法中，所述调温纤维的相变焓为30～70J/g。
[0019]本专利技术还提供了一种上述的调温纤维或上述的制备方法制备得到的调温纤维在降温材料中的应用。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的环保型皮芯结构调温纤维具有如下优点及有益效果：
[0021](1)皮层和芯层都是由同质材料聚乳酸制备，最大程度的减小了相分离造成的隔热裂隙，提高了材料的导热性能。
[0022](2)由于芯层是由不同熔点的低分子量聚乳酸制成，所以含有多个相变点，能够更大范围的进行相变热交换，提高了传热和储热能力。
[0023](3)没有使用成核剂，发泡剂，活化剂，交联剂等化学试剂，能天然降解，绿色环保。
[0024](4)制造工艺简单，制造成本低，可较好的应用在环保功能纤维的功能化改性领域，满足化纤行业生产需求
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027](1)将熔点为230℃的高熔点聚乳酸作为皮层材料备用，将熔点为70℃，87℃和110℃的分子量为5000
‑
40000的低分子量聚乳酸按等比例混合后，作为芯层材料备用。
[0028](2)将皮层材料和芯层材料按质量比4：6分别加入到双螺杆挤出机中，熔融纺丝过程的温度为250℃，熔融挤出后经过同板皮芯型复合纺丝组件，再经皮芯型复合喷丝孔喷出，得到含有不同熔点的低分子量聚乳酸为芯层，高熔点聚乳酸为皮层的功能原丝，最后对功能原丝在温度为200℃，牵伸倍数为5倍的条件下进行牵伸，得到环保型皮芯结构调温纤维。经差示扫描量热仪(DSC)测试，制备纤维的相变温度为70～110℃，相变焓值为30.14J/
g。
[0029]实施例2
[0030](1)将熔点为210℃的高熔点聚乳酸作为皮层材料备用，将熔点为87℃和110℃中的两种不同熔点的分子量为7000
‑
40000的低分子量聚乳酸按等比例混合后，作为芯层材料备用。
[0031](2)将皮层材料和芯层材料按质量比2：8分别加入到双螺杆挤出机中，熔融纺丝过程的温度为230℃，熔融挤出后经过同板皮芯型复合纺丝组件，再经皮芯型复合喷丝孔喷出，得到含有不同熔点的低分子量聚乳酸为芯层，高熔点聚乳酸为皮层的功能原丝，最后对功能原丝在温度为170℃，牵伸倍数为3倍的条件下进行牵伸，得到环保型皮芯结构调温纤维。经测试发现，制备纤维的相变温度为87～110℃，相变焓值为42.9J/g。
[0032]实施例3
[0033](1)将熔点为200℃的高熔点聚乳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型皮芯结构调温纤维，其特征在于，所述调温纤维呈皮芯结构，所述调温纤维的皮层材料为高熔点聚乳酸，所述调温纤维的芯层材料为低熔点低分子量聚乳酸。2.根据权利要求1所述的调温纤维，其特征在于，所述高熔点聚乳酸的熔点为200～230℃，所述低熔点低分子量聚乳酸的熔点为70～170℃，所述低熔点低分子量聚乳酸的分子量为5000
‑
200000。3.根据权利要求2所述的调温纤维，其特征在于，所述调温纤维的芯层材料为包括一种、两种或两种以上不同熔点的低分子量聚乳酸。4.根据权利要求1所述的调温纤维，其特征在于，所述调温纤维的相变焓为30～70J/g。5.根据权利要求1所述的调温纤维，其特征在于，所述调温纤维的单丝直径为10
‑
100μm。6.一种环保型皮芯结构调温纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将皮层材料和芯层材料按质量比1:9～9:1分别加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出后经过同板皮芯型...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘刚伟，赵士友，花铭，蒋长妹，汤硕，穆贵先，姚理荣，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：