[发明专利]一种吸光发热聚酰胺基弹性纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种吸光发热聚酰胺基弹性纤维的制备方法，将己内酰胺、脂肪族二元酸和水混合后进行开环反应后，添加脂肪族二元醇后进行酯化反应，再添加混有吸光发热粉体的聚乙二醇进行缩聚反应制得制得吸光发热聚酰胺，将吸光发热聚酰胺进行熔融纺丝即得吸光发热聚酰胺基弹性纤维；己内酰胺与脂肪族二元酸的摩尔比为8～34:1，水的质量加入量为己内酰胺和脂肪族二元酸总质量加入量的2.0～5.0wt％，脂肪族二元醇与脂肪族二元酸的摩尔比为2.05～2.40:1，聚乙二醇的质量加入量为M(己内酰胺、脂肪族二元酸、脂肪族二元醇和聚乙二醇的总质量减去酯化反应理论脱水量后剩余的质量)的10～30wt％。本发明的方法制得的吸光发热聚酰胺基弹性纤维由其制成的织物吸光发热性能优异。

技术领域

本发明属于聚酰胺制备领域，涉及一种吸光发热聚酰胺基弹性纤维的制备方法。

背景技术

聚酰胺是一类分子主链上含有重复酰胺基团的聚合物总称，有聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610等多个不同系列，是一类性能优异且用途广泛的聚合物，目前已经广泛应用在纤维和塑料等领域。随着服用纤维领域智能化、绿色化等概念的兴起，市场对新型功能聚酰胺材料的开发越来越迫切。

吸光发热材料是一类常见的有效利用太阳能的材料，应用范围广，将吸光发热材料应用于化纤领域是开发新型功能纤维的一大方向。专利CN 109402765 A公开了一种蓄热保暖锦纶6短纤维及其制备方法，将蓄热保暖锦纶6熔体进行纺丝制得蓄热保暖锦纶6短纤维，蓄热保暖锦纶6是由己内酰胺、表面包覆有催化剂的蓄热粉体和水的混合物先后经蓄热粉体表面链增长反应、开环预缩聚反应和终缩聚反应制得的，蓄热粉体在聚酰胺6体系中的分散性较差。

相变材料是一种可以响应温度变化而释放或是储能的材料。将相变材料引入服用纤维体系是从美国航天局开始的，是为了应对外太空超低温的环境而设计。在现实生活中，并不需要满足外太空的种种苛刻要求，也为相变材料引入服用纤维体系提供了更多的灵活选择。CN 105648782 A公开了一种石蜡相变微胶囊调温面料的制备方法，主要包括石蜡乳液制备步骤、混合液制备步骤、石蜡相变微胶囊制备步骤、石蜡相变微胶囊涂布步骤等，利用这种相变调温微胶囊涂覆于织物表面，然而，在面料表面涂覆一层涂层，会影响面料的质地和透气性能。且在多次洗涤后，涂层容易从面料上脱落，循环利用性能差。利用共聚的方式将相变材料引入聚酰胺6分子链可以避免这一问题，达到长久有效。聚乙二醇是良好的相变材料，同时聚乙二醇含有长聚醚分子链，与聚酰胺6链段共聚后可使产物具有良好弹性。聚酰胺6的熔融聚合因其效率高、质量好、成本低、污染小等优点而被广泛应用于聚合物的工业生产，然而，很少有报道聚酰胺6基弹性体的熔融聚合，因为在这个过程中很难精确调节羧基、羟基和胺基等官能团的化学计量平衡，也就无法制备高品质的高分子量弹性体。

单一的光热材料引入聚酰胺基纤维中后只起到单一的升高温度，而不能提供在无光环境下的保温效果，也不能根据需要进行双向温度调节，并不能控制温度在相对窄的稳定区间。在体系中相变材料可对骤变的环境温度起平衡作用，也能在无光或弱光环境下起到一定的保暖和温度调节功能。相变材料和光热粉体两者协同改性，既赋予了纤维光热转换功能，在寒冷天气中提高纤维的升温速度，又赋予了纤维双向温度调节功能。CN111088548 A公开了一种中空蓄热生物基聚酰胺智能纤维的制备方法，将光热转换陶瓷微粉、相变材料微胶囊与聚酰胺结合制成中空纤维，然而，经过熔融纺丝的高温持续加热后，对微胶囊的囊壁要求很高，若囊壁在高温状态下有变形或是破损，则内部相变材料极易发生泄漏，循环利用性能差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种结合有相变性能与光热性能的聚酰胺基纤维及其制备方法。本发明利用共聚的方法将聚酰胺6链段与聚乙二醇链段结合形成嵌段共聚物，结合相变储能和吸光发热性能的聚酰胺基弹性纤维可以应用于蓄热保暖服用纤维领域，且纤维的使用体现了智能化和绿色化的概念。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：