一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及技术领域，且公开了一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料及其制备方法，包括：合成烯基化相变功能单体；以呈星型三维结构且氯官能团封端的有机

【技术实现步骤摘要】
一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及蓄热调温纺织纤维合成
，具体为一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]蓄热调温纤维是将传统纤维制造技术同相变材料技术相结合而开发出来的一种功能化纤维，蓄热调温纤维的调温机理主要是蓄热调温纤维内部的相变材料维能够根据外界环境温度的变化做出智能反应。当外界环境温度或人体温度高于相变材料的熔点时，纤维从可吸收热量并储存在其内部，同时相变材料从固态转变成液态；当外界环境温度或人体温度低于相变材料的熔点时，液态的相变材料会放出自身储存的热量，使得纤维周围的小气候温度保持相对稳定。
[0003]相变材料聚乙二醇单甲醚的结晶温度为26.76℃、结晶焓为154.6J/g、熔融温度为35.17℃、熔融焓为164.0J/g，其具有使人体感觉舒适的温度，可以应用于蓄热调温纺织纤维的制备。
[0004]研究发现，碳纳米管能够很好地改善材料的力学性能和导热性能，使潜热更快地进行储存和释放，并且能够很好地改善材料的力学性能。
[0005]本专利技术引用下述参考文献：合肥工业大学的硕士学位论文《POSS的合成以及ATPR法制备POSS/聚合物复合材料》公开了八氯丙基POSS的结构和制备方法；本专利技术提供一种制备蓄热调温纺织纤维材料的方法，以制备出具有优异蓄热调温功能的纺织纤维材料。

技术实现思路

[0006]（一）解决的技术问题本专利技术提供一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料及其制备方法，旨在解决纺织纤维材料在使用过程中相变材料发生的外溢问题，并且给出促进相变材料潜热快速储存与释放的解决方案，以使制备的纺织纤维获得更加优异的蓄热调温能力。
[0007]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的制备方法，包括以下步骤：步骤step1，以聚乙二醇单甲醚为相变材料、烯基化脂肪酰氯为活化改性剂，合成烯基化相变功能单体；以烯基化脂肪酰氯为活化改性剂，制备烯基化多壁碳纳米管；步骤step2，以呈星型三维结构且氯官能团封端的有机
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无机杂化材料为引发剂，以烯基化相变功能单体为聚合单体，通过原子转移自由基聚合反应方法生成星型固载结构相变微粒，在其上封装一层具备快速促进潜热储存/释放功能的多壁碳纳米管包覆壳，得到相变颗粒；步骤step3，以相变颗粒为纤维内芯、以聚偏氟乙烯为纤维壳层，采用同轴静电纺
丝方法，制备得到具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
[0008]优选的，所述步骤step2，所述相变颗粒由烯基化多壁碳纳米管以聚合物嵌段的方式接枝在相变聚合物主链上形成包覆壳的方法合成。
[0009]优选的，所述步骤step2，所述相变颗粒由烯基化多壁碳纳米管以引发剂封端的方式接枝在相变聚合物的端部形成包覆壳的方法合成。
[0010]优选的，所述步骤step2，所述相变颗粒由烯基化多壁碳纳米管先以聚合物嵌段的方式接枝在相变聚合物主链上、再以引发剂封端的方式接枝在相变聚合物的端部、形成双层包覆壳的方法合成。
[0011]优选的，所述烯基化脂肪酰氯活化改性剂为丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、5
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己烯酰氯、十一烯酰氯中的一种或几种组合。
[0012]优选的，所述步骤step3，在静电纺丝时壳层的流速控制在0.07
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0.09mm/min，芯层的流速控制在0.008
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0.011mm/min，纺丝得到纺丝纤维。
[0013]优选的，所述步骤step3，纺丝纤维在热压温度为140
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180℃、热压时间为10
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30s、热压压力为0.1
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0.2MPa的工艺参数下进行热压处理。
[0014]（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：本专利技术：通过相变材料(聚乙二醇单甲醚)的羟基官能团与烯基化脂肪酰氯的酰氯官能团发生酯化反应，羟基官能团被打开，生成酯键，得到烯基化相变功能单体；制备羟基化多壁碳纳米管，通过羟基化多壁碳纳米管的羟基官能团与烯基化脂肪酰氯的酰氯官能团发生酯化反应，得到烯基化多壁碳纳米管；以八氯丙基POSS为引发剂，以烯基化相变功能单体为聚合单体，通过原子转移自由基聚合反应方法生成星型固载结构相变微粒，在其上封装一层具备快速促进潜热储存/释放功能的多壁碳纳米管包覆壳，得到相变颗粒；以相变颗粒为纤维内芯、以聚偏氟乙烯为纤维壳层，采用静电纺丝方法，制备得到纺织纤维材料；通过对相变材料(聚乙二醇单甲醚)的烯基化活化改性，以原子转移自由基聚合方法的化学改性为手段，将星型固载结构相变微粒固定包覆于多壁碳纳米管的内部，显著提高了星型固载结构相变微粒的固定效果，有效解决纺织纤维材料在使用过程中相变材料发生的外溢问题；并且通过多壁碳纳米管先以聚合物嵌段的方式接枝在相变聚合物主链上、再以POSS封端剂的方式接枝在相变聚合物的端部、形成具有双层包覆壳的结构，该结构设计通过多壁碳纳米管的优异导热能力能够促进相变材料的潜热更加快速地进行储存与释放，以获得更加优异的蓄热调温能力；随着烯基化脂肪酰氯活化改性剂中脂肪链的长度增加，其熔融温度逐渐升高，并且在脂肪链相同的条件下含有的甲基支链，其熔融温度较低。
具体实施方式
[0015]实施例1
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1：烯基化相变功能单体P1(以聚乙二醇单甲醚为相变单体、以丙烯酰氯为活化改性
剂)的合成：在100mL的单口烧瓶中，将240mg聚乙二醇单甲醚溶于20mL二氯甲烷中，加入505mg三乙胺缚酸剂、0.2mg对苯二酚阻聚剂，缓慢滴加溶解在10mL二氯甲烷中的181mg丙烯酰氯，滴加完毕后升温至35℃，在氮气保护下反应10h，以无水乙醚为沉淀剂，析出产物，减压抽滤，得到烯基化相变功能单体P1；羟基化多壁碳纳米管NWCNTs
‑
OH的制备方法：称取100mg多壁碳纳米管(外径20
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40nm)加入到15mL浓硝酸溶液中，超声60min，采用碱液吸收生成的废气，于120℃下回流6h，用0.22um滤膜抽滤，用蒸馏水反复洗至滤液呈中性，在60℃真空干燥24h，得到羟基化多壁碳纳米管NWCNTs
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OH；烯基化多壁碳纳米管N1(以丙烯酰氯为活化改性剂)的制备：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的三颈烧瓶中，加入362mg丙烯酰氯，4mg氯化亚铜阻聚剂，20mL四氢呋喃，升温到50℃，缓慢滴加溶解在10mL四氢呋喃中的300mg羟基化多壁碳纳米管NWCNTs
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OH和4mg4
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二甲氨基吡啶催化剂，滴加完毕后，缓慢升温至60℃保温反应4h，冷却至升温，得到烯基化多壁碳纳米管N1；星型固载结构相变微粒S1(以相变功能单体P1为相变材料)的合成：在封管中分别加入10mg八氯丙基POSS，由7.6mg氯化亚铜和36mg2,2
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联吡啶组成的复合催化剂，325mg烯基化相变功能单体P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤step1，以聚乙二醇单甲醚为相变材料、烯基化脂肪酰氯为活化改性剂，合成烯基化相变功能单体；以烯基化脂肪酰氯为活化改性剂，制备烯基化多壁碳纳米管；步骤step2，以呈星型三维结构且氯官能团封端的有机
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无机杂化材料为引发剂，以烯基化相变功能单体为聚合单体，通过原子转移自由基聚合反应方法生成星型固载结构相变微粒，在其上封装一层具备快速促进潜热储存/释放功能的多壁碳纳米管包覆壳，得到相变颗粒；步骤step3，以相变颗粒为纤维内芯、以聚偏氟乙烯为纤维壳层，采用同轴静电纺丝方法，制备得到具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。2.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的制备方法，其特征在于，所述步骤step2，所述相变颗粒由烯基化多壁碳纳米管以聚合物嵌段的方式接枝在相变聚合物主链上形成包覆壳的方法合成。3.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的制备方法，其特征在于，所述步骤step2，所述相变颗粒由烯基化多壁碳纳米管以引发剂封端的方式接枝在相变聚合物的端部形成包覆壳的方法合成。4.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭卫平，
申请(专利权)人：江苏领智健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：