[发明专利]低功能材料添加量的温度可逆响应PET纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低功能材料添加量的温度可逆响应PET纤维及其制备方法，是将聚苯乙烯微球/PET母粒和PET两种组分进行皮芯复合纺丝，在POY工艺下制得温度可逆响应POY丝，再将温度可逆响应POY丝在DTY工艺下进行加弹制得温度可逆响应PET纤维；制得的温度可逆响应PET纤维的皮层中，分散有聚苯乙烯高荧光微球；该聚苯乙烯高荧光微球以两个1‑乙烯基‑7‑Br‑苝酰亚胺衍生物通过其苝核结构间的π‑π相互作用结合形成具有固定排列结构并且带有两个乙烯基结构的二聚体作为交联剂；该PET纤维所处温度大于50～100℃时，纤维的颜色从深红色变为橙黄色，在460nm激发下，荧光发射峰从645～655nm蓝移10～15nm，并且在温度降低至50℃以下后2min纤维颜色恢复至深红色，荧光发射峰恢复至645～655nm。

技术领域

本发明属于温度响应材料技术领域，涉及一种低功能材料添加量的温度可逆响应PET纤维及其制备方法。

背景技术

温度响应材料是指材料性质随温度的变化而发生改变的一类材料。其温度响应机理主要为通过改变温度使其材料内部占据“关键位点”的温度响应材料发生化学键变化或聚集态改变，由此引发材料的颜色、力学性能或者透明度等性质变化。其常作为一种智能“开关”，被应用于传感器、生物医学或者化学与生物催化等领域。温度响应类材料由于温度易于调控，应用场景广泛，需求量大，获得了广泛的关注与研究。

但现有的温度响应材料往往是基于某种特定温度响应材料，通过精密的设计与合成于实验室小规模制备，往往不具有工业化的潜力与性价比。这是由于温度响应材料发挥其温度响应特性往往需要占据材料的“关键位点”，因此，需要精密的设计，而这对于工业生产中的反应条件控制提出了严苛的要求，导致温度响应材料的工业化制备并不多见。

现有的温度响应纤维制备方法主要为：将温度响应材料与原材料混合后纺丝或者采用中空纤维浸渍填充；前者受制备技术影响，温度响应材料的填充量不高，温度响应能力受限，后者则难以封装。例如， outlast公司所提供的outlast纤维是市场上温度响应纤维的主要品牌，其制备方式主要为混合纺丝，其温度响应材料填充量低于20％，温度响应能力极低；而使用中空纤维浸渍填充的方法则受制于封装技术在市场上已处于边缘位置。

温度响应材料中的温致变色材料是一种能够响应温度的改变并随之变色的材料，具有有色形式和无色形式。当温度低于某一温度值时，该温致变色材料呈现其中一种形式；当温度高于该温度值时则呈现出另外一种形式。

环境响应性多嵌段共聚物在特定环境中的自组装行为具有外部环境的响应性和敏感性，是当今高分子科学和表界面化学研究领域的一个热点。聚合物的自组装是指分子在氢键、静电相互作用、范德华力等弱相互作用力推动下，自发构筑成具有特殊结构和形状的集合体的过程。两亲性多嵌段聚合物同时拥有对水相和油相具有亲合性的链段。在溶液中，两嵌段的协同作用会使聚合物自组装形成具有丰富形态结构的分子聚集体。温度响应型多嵌段聚合物是环境响应性聚合物的重要分支之一。

现有技术中采用聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)为成纤聚合物，用四氢呋喃为溶剂配制纺丝液，通过静电纺丝工艺制备了温度响应性纳米纤维；其中，由于纤维内PNIPAM分子链之间未形成交联结构，因此在室温下它很快就会溶解在水中，没有任何应用价值。后续的研究通过自由基共聚的方法分别在 PNIPAM分子链中引入了可形成物理结构和化学交联结构的单元，然后采用静电纺丝法或再结合热处理工艺制备了在水介质中具有良好稳定性的温度响应性纳米纤维；但是静电纺纳米纤维往往得到的是无纺布，强度也不大，难以满足多种场合的需要。

现有技术中还公开了一种温敏变色织物，由经纱与纬纱交织而成，所述经纱为含有温敏变色胶囊的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维长丝，纬纱为普通的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维长丝，该织物的颜色变化规律为红色、橙色和黄色，此三种颜色随外界温度不断变化，并且具有可逆性变色；但其中的变色胶囊制备工艺复杂。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种低功能材料添加量的温度可逆响应PET纤维及其制备方法；