[发明专利]一种温敏性固态胺纤维材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种温敏性固态胺纤维材料，其特征在于，是在基体纤维表面引入氨基和温敏性功能基团合成得到；该纤维材料在温敏接枝层的低临界溶解温度上下，吸水率不同；该纤维材料还能够吸附二氧化碳气体，且对二氧化碳气体的吸附量随温度不同而不同；该纤维材料吸附二氧化碳气体后，可经过热脱附再生。

2. 根据权利要求1所述温敏性固态胺纤维材料，其特征在于，是将基体纤维依次经过碱处理和⁶⁰Co-γ射线辐照处理后，在表面经过接枝反应和胺化反应，引入不同类型的氨基，得到固态胺纤维；再通过紫外光催化引发反应在固态胺纤维表面引入温度响应的温敏性功能基团，合成得到温敏性固态胺纤维材料；

所述的温敏性固态胺纤维材料的氨基接枝率为32.5～58.7%，温敏性功能基团的接枝率为35.4～95.6%，温敏性功能基团和氨基的摩尔比为0.7～9，该温敏性固态胺纤维材料随着温敏性功能基团和氨基的摩尔比的变化，具有不同的温敏程度；

所述基体纤维为聚丙烯纤维、粘胶纤维、棉纤维或剑麻纤维。

3. 根据权利要求1所述温敏性固态胺纤维材料，其特征在于，当环境温度为10～40℃时，该系列不同单体接枝比例的温敏性固态胺纤维材料具有相近的吸水率，且单位质量的材料吸水平衡后的总质量相近；当环境温度为45～80℃时，该系列不同单体接枝比例的温敏性固态胺纤维材料的吸水率随着温敏性功能基团所占比例的增加而减小，且单位质量的材料吸水平衡后的总质量也随着温敏性功能基团所占比例的增加而减小。

4. 一种权利要求1～3任一所述温敏性固态胺纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

S1.基体纤维预处理

S11.碱处理：将基体纤维用氢氧化钠溶液进行碱处理；所述基体纤维为聚丙烯纤维、粘胶纤维、棉纤维或剑麻纤维；

S12.⁶⁰Co-γ射线辐照处理：碱处理后的基体纤维用⁶⁰Co-γ射线进行辐照处理；

S2.接枝反应：将预处理后的基体纤维与不饱和接枝单体丙烯酰胺溶液混合均匀，再加入阻聚剂或引发剂进行接枝反应，得到接枝纤维；

S3.胺化反应为：在接枝纤维中加入多胺试剂，进行酰胺取代反应，得到固态胺纤维；

S4.紫外光催化引发反应：将固态胺纤维置于接枝液中使其充分溶胀后，使用紫外光进行催化引发反应，得到温敏性固态胺纤维材料。

5. 根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤S11所述碱处理是将基体纤维用浓度5～12wt%的氢氧化钠溶液煮沸10～30min后冲洗干净，丙酮浸泡12～24h，洗净后在60～100℃下干燥；

步骤S12所述辐照处理的辐照剂量为20～40kGy，辐照时间为24～50h。

6. 根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤S2所述接枝反应具体为：

S21.按照预处理后基体纤维的重量与不饱和接枝单体丙烯酰胺溶液的体积的比例为1:10～1:50，将两者混合均匀；所述不饱和接枝单体丙烯酰胺溶液的浓度为2～20wt%；

S22.加入阻聚剂或引发剂，在50～90℃条件下搅拌反应0.5～5小时；

S23.反应结束后用乙醇和水抽滤洗涤，60℃真空烘干，得到接枝纤维；

其中，S22所述阻聚剂为0.08～0.16wt%的六水合硫酸亚铁铵；所述引发剂为2～4wt%的硝酸铈铵或所述引发剂为硫酸亚铁铵-H₂O₂氧化还原体系；

步骤S3所述胺化反应具体为：

S31.按照接枝纤维的重量和多胺试剂的体积的比例为1:10～1:50，在接枝纤维中加入多胺试剂；

S32.在90～130℃条件下反应6～10h，使接枝纤维与多胺试剂进行酰胺取代反应；

S33.反应结束后，乙醇洗涤除去多余的多胺试剂，60℃真空烘干，得到固态胺纤维。