本发明专利技术公开了一种光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料及制备方法，属于光刺激响应智能材料及其制备领域。本发明专利技术的制备方法：先将聚醋酸乙烯酯与光致变色微胶囊、纳米碳化锆经熔融共混造粒，然后将聚乳酸与聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片熔融造粒，得到聚乳酸/聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片。通过熔融纺丝、牵伸、热定型，得到光刺激双重响应聚乳酸纤维；通过纺粘，得到光刺激双重响应聚乳酸纺粘非织造材料。本发明专利技术通过调整纺丝工艺参数以及组份含量比值得到具有良好力学性能、光致变色和光热效果的光刺激双重响应聚乳酸纤维和光刺激双重响应聚乳酸纺粘非织造材料。酸纺粘非织造材料。
【技术实现步骤摘要】
一种光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料及制备方法
[0001]本专利技术属于光刺激响应智能材料及其制备领域，具体涉及到一种光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料及制备方法。
技术介绍
[0002]随着人类社会的发展，将生物可降解、资源可再生的聚乳酸材料作为传统石油基材料的替代品已经成为研究热点。但是，聚乳酸材料需经过功能化改性才能满足当下社会对材料功能特性的需求。其中，将聚乳酸材料与功能材料混合制备出聚乳酸基功能材料可以有效实现聚乳酸材料的功能化改性。随着智能科技的发展，在功能材料领域，智能材料已经成为最具研究潜力的材料之一。为了将聚乳酸材料应用到智能材料领域中，以替代某些传统石油基功能材料，缓解不可再生资源的使用压力以及减少环境污染，聚乳酸智能材料成为研究热点。
[0003]聚乳酸智能材料即指其材料特性可以在外部刺激下发生变化，如温度、湿度、紫外线辐射、电场和磁场、机械力等。目前，关于聚乳酸基智能材料研究较多的是光刺激温度响应、光或温度刺激形状记忆响应材料。但是，目前材料形式多为板材，其在实际应用中灵活程度不足。而纤维或纺织布形式的材料在实际应用中则十分灵活。目前，对于光刺激响应的聚乳酸纤维或非织造材料的制备及应用还缺乏研究。同时，单一的光刺激响应也无法满足人们对材料多功能性的需求。在聚乳酸功能材料中，功能材料与聚乳酸基体材料的相容性及其分散较差。故制得光刺激双重响应聚乳酸材料可以拓展生物可降解聚乳酸材料的应用领域，同时，改善聚乳酸功能材料中界面相容性和分散性也是该领域亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术提供一种光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料，其中基材为聚乳酸和聚醋酸乙烯酯混合材料，光致变色与光热响应双重光刺激响应功能并存。光致变色功能材料为光致变色微胶囊，光热响应功能材料为纳米碳化锆。
[0006]作为本专利技术的光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料的一种优选方案，其中：基材中聚乳酸和聚醋酸乙烯酯的质量比为(99～90)：(1～10)，聚醋酸乙烯酯可以改善功能材料与聚乳酸基体间的界面相容性及其分散性。
[0007]作为本专利技术的光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料的一种优选方案，其中：光致变色微胶囊占纤维或非织造材料重量的0.01～1％，纳米碳化锆占纤维或非织造材料重量的0.01～3％。
[0008]作为本专利技术的光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料的一种优选方案，其中：聚乳酸的黏均分子量为1.0
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104～2.0
×
106。
[0009]作为本专利技术的光刺激双重响应聚乳酸纤维和非织造材料的一种优选方案，其中：
光致变色功能材料为光致变色微胶囊，粒径为1～5μm；光热响应功能材料为纳米碳化锆，粒径为10～500nm。
[0010]本专利技术提供一种用于制备光刺激双重响应聚乳酸基切片的方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1：将聚醋酸乙烯酯、光致变色微胶囊和纳米碳化锆经熔融共混，造粒，真空干燥，得到聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片；
[0012]步骤2：将聚乳酸和聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片进行熔融共混，造粒，真空干燥，得到用于制备光刺激双重响应聚乳酸基切片。
[0013]进一步的，步骤1中聚醋酸乙烯酯的黏均分子量为2.5
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105～4.0
×
105。
[0014]优选的，步骤1中聚醋酸乙烯酯的黏均分子量为3.0
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105。
[0015]进一步的，步骤1中光致变色微胶囊粒径为1～5μm；纳米碳化锆粒径为10～500nm。
[0016]进一步的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和光致变色微胶囊的质量比为5：(0.5～1.5)。
[0017]优选的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和光致变色微胶囊的质量比为5：1。
[0018]进一步的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和纳米碳化锆的质量比为5：(0.005～0.05)。
[0019]优选的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和纳米碳化锆的质量比为5：(0.02～0.2)。
[0020]进一步的，步骤1和2中造粒前的熔融共混时间为1～15min。
[0021]进一步的，步骤1和2中造粒温度为130～250℃，转速为50～500rpm。
[0022]进一步的，步骤1和2中真空干燥温度35～120℃，时间为8～48h。
[0023]进一步的，步骤2中聚乳酸黏均分子量为1.0
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104～2.0
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106。
[0024]优选的，步骤2中聚乳酸黏均分子量为2.0
×
105。
[0025]进一步的，步骤2中聚乳酸和聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片的质量比为(85～98)：6。
[0026]优选的，步骤2中聚乳酸和聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片的质量比为94：6。
[0027]本专利技术提供一种光刺激双重响应聚乳酸纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0028]步骤1：将聚醋酸乙烯酯、光致变色微胶囊和纳米碳化锆经熔融共混，造粒，真空干燥，得到聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片；
[0029]步骤2：将聚乳酸和聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片进行熔融共混，造粒，真空干燥，得到聚乳酸/聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片；
[0030]步骤3：将聚乳酸/聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片进行熔融纺丝，纺丝后先牵伸，再热定型，得到光刺激双重响应聚乳酸纤维。
[0031]进一步的，步骤1中聚醋酸乙烯酯的黏均分子量为2.5
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105～4.0
×
105。
[0032]优选的，步骤1中聚醋酸乙烯酯的黏均分子量为3.0
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105。
[0033]进一步的，步骤1中光致变色微胶囊粒径为1～5μm；纳米碳化锆粒径为10～500nm。
[0034]进一步的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和光致变色微胶囊的质量比为5：(0.5～1.5)。
[0035]优选的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和光致变色微胶囊的质量比为5：1。
[0036]进一步的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和纳米碳化锆的质量比为5：(0.005～0.05)。
[0037]优选的，步骤1中聚醋酸乙烯酯和纳米碳化锆的质量比为5：(0.02～0.2)。
[0038]进一步的，步骤1和2中造粒前的熔融共混时间为1～15min。
[0039]进一步的，步骤1和2中造粒温度为130～250℃，转速为50～500rpm。
[0040]进一步的，步骤1和2中真空干燥温度35～120℃，时间为8～48h。
[0041]进一步的，步骤2中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制备光刺激双重响应聚乳酸基切片的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将聚醋酸乙烯酯、光致变色微胶囊和纳米碳化锆经熔融共混，造粒，真空干燥，得到聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片；步骤2：将聚乳酸和聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片进行熔融共混，造粒，真空干燥，得到用于制备光刺激双重响应聚乳酸基切片。2.根据权利要求1中所述方法，其特征在于，步骤1中聚醋酸乙烯酯的黏均分子量为2.5
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105～4.0
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105；步骤1中光致变色微胶囊粒径为1～5μm；纳米碳化锆粒径为10～500nm；步骤1中聚醋酸乙烯酯和光致变色微胶囊的质量比为5：(0.5～1.5)；步骤1中聚醋酸乙烯酯和纳米碳化锆的质量比为5：(0.005～0.05)。3.根据权利要求1中所述方法，其特征在于，步骤2中聚乳酸黏均分子量为1.0
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104～2.0
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106；步骤2中聚乳酸和聚醋酸乙烯酯/光致变色微胶囊@纳米碳化锆切片的质量比为(85～98)：6。4.一种根据权利要求1～3任一项所述方法得到的用于制备光刺激双重响应聚乳酸基切片。5.一种光刺激双重响应聚乳酸纤维的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆生，周星星，邓炳耀，李大伟，李昊轩，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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