[发明专利]气凝胶改性聚合物纤维、其湿法纺丝方法及其纺织的织物

说明书

本发明提供了一种气凝胶改性聚合物纤维、其湿法纺丝方法及其纺织的织物。该方法包括以下步骤：将气凝胶、聚合物和用于溶解聚合物的溶剂进行混合，配置成纺丝原液；对纺丝原液进行湿法纺丝，得到气凝胶改性聚合物纤维。采用上述方法使得纤维中的气凝胶含量得到提高，且其孔隙结构较为完整，从而使得本发明制备的气凝胶改性纤维具有更低的密度和更优异的保温性能。使用该纤维纺织得到的织物具有超轻超保温的特性。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体而言，涉及一种气凝胶改性聚合物纤维、其湿法纺丝方法及其纺织的织物。

背景技术

超轻超保温纤维一直是纺织材料领域的重要研究方向。目前，为了提高织物的保温性能并减轻织物重量，通常会在纤维中加入气凝胶。比如中国专利CN 103388193 B所提供的技术为将气凝胶粉体与聚合物树脂切片按一定比例混合后，于180~250℃混炼制得母粒，再将母粒进行熔融喷丝进而得到改性织物。

现有技术中制备气凝胶改性纤维的方式通常为共混-熔融纺丝法，即将气凝胶和聚合物进行共混后，将得到的共混物进行熔融纺丝。然而，共混过程中易对气凝胶的形态结构造成破坏，其孔隙结构不易保持。同时，共混方式不利于气凝胶的分散，最终得到的纤维中气凝胶的分散往往不够均匀，且气凝胶的含量较少。以上原因使得纤维的密度降低有限，保温能力改善不足。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气凝胶改性聚合物纤维、其湿法纺丝方法及其纺织的织物，以解决现有技术中气凝胶改性聚合物纤维的密度降低有限、保温性能改善不足的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气凝胶改性聚合物纤维的湿法纺丝方法，其包括以下步骤：将气凝胶、聚合物和用于溶解聚合物的溶剂进行混合，配置成纺丝原液；对纺丝原液进行湿法纺丝，得到气凝胶改性聚合物纤维。

进一步地，将气凝胶、聚合物和溶剂进行混合的步骤中，采用的混合装置包括：壳体，包括顶壁、底壁和连接顶壁与底壁的周向侧壁；壳体设置有进料口，进料口用于通入气凝胶、聚合物和溶剂；搅拌组件，设置在壳体内，搅拌组件包括转轴和设置在转轴上的桨叶组件，桨叶组件包括桨叶；调整部，用于连接桨叶和转轴以调节桨叶相对于转轴的角度。

进一步地，将气凝胶、聚合物和溶剂进行混合的步骤中，桨叶相对于转轴的角度为15°~75°；优选地，转轴具有安装孔，调整部包括：调节轴，设置在转轴的安装孔内；主动件，设置在调节轴上；从动件，设置在安装孔内，且从动件与桨叶连接，主动件与从动件啮合连接，以将调节轴的旋转运动转化为桨叶的旋转运动。

进一步地，桨叶组件包括多个桨叶，多个桨叶沿转轴的周向上间隔设置，调整部包括与多个桨叶一一对应设置的多个从动件。

进一步地，壳体具有内部腔体和与内部腔体连通的第一开口和第二开口，第一开口所在的高度高于第二开口所在的高度，混合装置还包括回流组件，回流组件包括：回流管路，回流管路的第一端由第一开口伸入壳体内，回流管路的第二端由第二开口伸入壳体的内部腔体；动力装置，设置在回流管路上；将气凝胶、聚合物和溶剂进行混合的步骤中，利用动力装置驱动壳体内的气凝胶、聚合物和溶剂的混合物，使其由回流管路的第一端流向回流管路的第二端，以形成回流回路。

进一步地，混合装置还包括振动组件，振动组件的一端由顶壁穿入壳体内，桨叶的边缘与振动组件之间有间隔；将气凝胶、聚合物和溶剂进行混合的步骤中，同时利用振动组件对壳体内的气凝胶、聚合物和溶剂的混合物进行振动混合。

进一步地，将气凝胶、聚合物和溶剂进行混合的步骤中，搅拌组件的转速为120~500r/min，混合时间为30~180min。

进一步地，聚合物为PAN、PVA、纤维素。

进一步地，气凝胶的粒径为10nm～100μm，孔隙率为40%～99.9%。