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空隙聚合物基复合纤维及制备方法、冷却织物的制备方法技术

技术编号:44459007 阅读:1 留言:0更新日期:2025-02-28 19:06
本申请实施方式公开了一种聚合物基复合纤维及制备方法、一种冷却织物的制备方法,聚合物基复合纤维包括:基体、空隙和固体颗粒。基体包括一种或多种聚合物,多个空隙形成在基体中,多个固体颗粒中的每一个被设置在多个空隙中的相应的空隙中。多个空隙中的每一个空隙具有相应的长轴线,每个长轴线对应于延伸穿过该空隙的最长维度的线,以及每个长轴线在平行于基体的长度的方向延伸。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及辐射制冷领域,更具体地,涉及一种聚合物基复合纤维、一种聚合物基复合纤维的制备方法以及一种制冷织物的制备方法。


技术介绍

1、通过主动冷却技术为个人制冷的传统纺织品往往体积大、重量重以及价格昂贵。例如,由纳米多孔聚合物膜制成的红外透明纺织品在中红外范围具有高透明度(约为90%),允许向环境辐射散热。然而,由于太阳光反射率与中红外透明度之间的内在权衡,无法在日间通过太阳光照射实现低于环境温度冷却。此外,太阳光反射和红外发射纺织品需要添加非常高浓度的陶瓷纳米颗粒,这增加了制备成本和加工难度。

2、因此,仍然需要一种轻便、高效以及低成本的个人制冷策略。


技术实现思路

1、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维包括基体(例如,连续基体),基体包含一种或多种聚合物;在连续基体中形成的多个空隙;以及多个固体颗粒,多个固体颗粒中的每一个颗粒被设置在多个空隙中的相应的空隙中;其中,多个空隙中的每一个空隙具有相应的长轴线,每个长轴线是延伸穿过空隙的最长维度的线;以及每个长轴线在平行于基体的长度的方向延伸。

2、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维中的多个空隙中的每一个空隙都具有内部空间,每个内部空间与周围环境隔离。

3、在一个实施方式中,多个空隙中的每一个空隙具有空隙内部表面,其中多个固体颗粒中的每一个颗粒被相应的空隙内部表面完全包裹。

4、在一个实施方式中,多个空隙中的每一个空隙具有至少为3的纵横比,纵横比定义为相应的空隙的最长维度除以该空隙的宽度

5、在一个实施方式中,对于多个空隙中的每一个相应的空隙,空隙的宽度小于或等于设置在空隙内的固体颗粒的有效直径。

6、在一个实施方式中,对于每一个相应的空隙,固体颗粒设置在空隙中,使得固体颗粒将该空隙分成两个独立的子空隙。

7、在一个实施方式中,每个空隙的总体积可以定义为空隙中的空隙体积加上颗粒体积。在一个实施方式中,每个空隙的总体积可以是空隙内相应颗粒体积的至少两倍。在一个实施方式中,每个空隙的总体积可以是空隙内相应颗粒体积的至少三倍。在一个实施方式中,每个空隙的总体积小于空隙内相应颗粒体积的1000倍。在一个实施方式中,每个空隙的总体积小于空隙内相应颗粒体积的100倍。在一个实施方式中,每个空隙的总体积小于空隙内相应颗粒体积的50倍。

8、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的直径从100nm(纳米)至1000μm(微米)范围内选择。在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的多个颗粒的重量与连续聚合物基体的重量之比为5%至50%。在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的多个颗粒的重量与连续聚合物基体的重量之比为5%至65%。

9、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的孔隙率在10%至50%的范围内。在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的孔隙率在10%至30%的范围内。在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的孔隙率在10%至20%的范围内。

10、在一个实施方式中,多个固体颗粒包括聚烯烃、陶瓷的混合物和/或金属氧化物颗粒。

11、在一个实施方式中,多个固体颗粒包括聚烯烃、氧化铝(al2o3)、二氧化硅(sio2)、硫酸钡(baso4)、氧化锌(zno)、氮化硼(bn)、氧化钇(y2o3)、氧化锆(zro2)、二氧化钛(tio2)、硫化锌(zns)、氧化镁(mgo)和/或氧化镱(yb2o3)。

12、在一个实施方式中,多个固体颗粒包括具有有效直径在30μm至5000μm范围内的聚烯烃颗粒。

13、在一个实施方式中,多个固体颗粒包括具有有效直径在0.1μm至100μm范围内的颗粒。

14、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维的线密度在1d(旦尼尔)至200d范围内,以及聚合物基复合纤维的直径在10μm至1000μm范围内。

15、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维具有至少为10的纵横比,纵横比定义为聚合物基复合纤维的长度除以聚合物基复合纤维的直径。

16、在一个实施方式中,聚合物基复合纤维是织物的一部分。

17、在一个实施方式中,太阳光反射聚合物基复合纤维的制备方法包括:以预设比例混合多个颗粒和聚合物材料,以制备复合母料;加热复合母料以熔化复合母料的聚合物材料,形成基体,而不熔化复合母料的多个颗粒中的至少一些被所述基体包围,以形成前体复合纤维;以及拉伸前体复合纤维,以形成太阳光反射聚合物基复合纤维,其中拉伸前体复合纤维包括:伸长前体复合纤维,以通过被基体包围的多个颗粒在太阳光反射聚合物基复合纤维中形成多个空隙。

18、在一个实施方式中,熔化的复合母料形成前体复合纤维包括:利用熔融纺丝法,使熔化的复合母料形成为前体复合纤维。在一个实施方式中,加热步骤包括将聚合物材料加热至100℃至400℃范围内的温度。在一个实施方式中,拉伸步骤包括以2至6范围内的拉伸比拉伸前体复合纤维。

19、在一个实施方式中,太阳光反射聚合物基复合纤维具有至少为10的纵横比,纵横比定义为太阳光反射聚合物基复合纤维的长度除以太阳光反射聚合物基复合纤维的直径,其中多个空隙中的每一个空隙具有相应的长轴线,每个长轴线是延伸穿过该空隙的最长维度的线;以及每个长轴线在平行于基体的长度的方向延伸。

20、在一个实施方式中,一种形成冷却织物的方法包括:形成多个太阳光反射聚合物基复合纤维;以及将太阳光反射聚合物基复合纤维编织或针织到冷却织物中,其中形成多个太阳光反射聚合物基复合纤维中的相应的太阳光反射聚合物基复合纤维包括:以预设比例混合多个颗粒和聚合物材料,以制备复合母料;加热复合母料以熔化复合母料的聚合物材料,形成基体,而不熔化复合母料的多个颗粒中的至少一些被所述基体包围,形成前体复合纤维;拉伸前体复合纤维,以形成太阳光反射聚合物基复合纤维,其中拉伸前体复合纤维包括:伸长前体复合纤维,以通过被基体包围的多个颗粒在太阳光反射聚合物基复合纤维中形成多个空隙。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚合物基复合纤维,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个空隙中的每一个空隙具有内部空间,

3.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个空隙中的每一个空隙具有空隙内部表面,

4.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个空隙中的每一个空隙具有至少为3的纵横比,所述纵横比定义为相应的空隙的最长维度除以空隙的宽度。

5.根据权利要求4所述的聚合物基复合纤维,其中,对于所述多个空隙中的每一个相应的空隙,所述空隙的宽度小于或等于设置在所述空隙内的固体颗粒的有效直径。

6.根据权利要求5所述的聚合物基复合纤维,其中,对于每一个相应的空隙,所述固体颗粒设置在所述空隙中,使得所述固体颗粒将所述空隙分成两个独立的子空隙。

7.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维的直径在100nm至1000μm的范围内选择。

8.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维中所述多个固体颗粒的重量与所述基体的重量的比例为5%至50%。

9.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维具有在10%至50%范围内的孔隙率。

10.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个固体颗粒包括聚烯烃、氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、硫酸钡(BaSO4)、氧化锌(ZnO)、氮化硼(BN)、氧化钇(Y2O3)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、硫化锌(ZnS)、氧化镁(MgO)和/或氧化镱(Yb2O3)。

11.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个固体颗粒包括具有有效直径在30μm至5000μm范围内的聚烯烃颗粒。

12.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个固体颗粒包括具有有效直径在0.1μm至100μm范围内的颗粒。

13.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维的线密度在1d至200d的范围内,以及所述聚合物基复合纤维的直径在10μm至1000μm的范围内。

14.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维具有至少为10的纵横比,所述纵横比定义为所述聚合物基复合纤维的长度除以所述聚合物基复合纤维的直径。

15.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维是织物的一部分。

16.一种太阳光反射聚合物基复合纤维的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其中,熔化的所述复合母料形成前体复合纤维包括:利用熔融纺丝法,使熔化的所述复合母料形成为所述前体复合纤维。

18.根据权利要求16所述的方法,其中,加热所述复合母料包括:将所述聚合物材料加热至100℃至400℃范围内的温度。

19.根据权利要求16所述的方法,其中,拉伸所述前体复合纤维还包括:以2至6范围内的拉伸比拉伸所述前体复合纤维。

20.根据权利要求16所述的方法,其中,所述太阳光反射聚合物基复合纤维具有至少为10的纵横比,所述纵横比定义为所述太阳光反射聚合物基复合纤维的长度除以所述太阳光反射聚合物基复合纤维的直径,

21.一种冷却织物的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种聚合物基复合纤维,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个空隙中的每一个空隙具有内部空间,

3.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个空隙中的每一个空隙具有空隙内部表面,

4.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个空隙中的每一个空隙具有至少为3的纵横比,所述纵横比定义为相应的空隙的最长维度除以空隙的宽度。

5.根据权利要求4所述的聚合物基复合纤维,其中,对于所述多个空隙中的每一个相应的空隙,所述空隙的宽度小于或等于设置在所述空隙内的固体颗粒的有效直径。

6.根据权利要求5所述的聚合物基复合纤维,其中,对于每一个相应的空隙,所述固体颗粒设置在所述空隙中,使得所述固体颗粒将所述空隙分成两个独立的子空隙。

7.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维的直径在100nm至1000μm的范围内选择。

8.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维中所述多个固体颗粒的重量与所述基体的重量的比例为5%至50%。

9.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述聚合物基复合纤维具有在10%至50%范围内的孔隙率。

10.根据权利要求1所述的聚合物基复合纤维,其中,所述多个固体颗粒包括聚烯烃、氧化铝(al2o3)、二氧化硅(sio2)、硫酸钡(baso4)、氧化锌(zno)、氮化硼(bn)、氧化钇(y2o3)、氧化锆(zro2)、二氧化钛(tio2)、硫化锌(zns)、氧化镁(mgo)和/或氧化镱(yb2o3)。

11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄宝陵李柯桥
申请(专利权)人:香港科技大学
类型:发明
国别省市:

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