[发明专利]一种微结构纤维及其制备方法

说明书

本申请公开一种微结构纤维，包括芯层和包层，所述包层包覆所述芯层，所述芯层具有微结构，所述芯层包括第一聚合物和热膨胀微球，所述包层包括第二热塑性聚合物；或者所述芯层和所述包层均具有微结构，所述芯层包括第三聚合物，所述第三聚合物包括水溶性聚合物和/或水分散性聚合物，所述包层包括第四热塑性聚合物，所述微结构纤维具有良好的隔热性能，通过调节工艺参数可有效控制其孔径、孔隙率与孔形貌，并提供了相应的制备工艺。

技术领域

本发明涉及纤维制造领域，具体涉及一种微结构纤维及其制造方法。

背景技术

纺丝装置是一种使成纤聚合物溶液或熔体形成丝状物的机器。根据纤维纺丝方法不同，传统纺丝分为湿法纺丝、干法纺丝和熔融纺丝。湿法纺丝是从喷丝孔眼中压出的纺丝原液细流进入凝固浴，原液细流中的溶剂向凝固浴扩散，凝固剂向细流中渗透，从而使原液细流中的成纤高聚物达到临界浓度，在凝固浴中析出而形成纤维。熔融纺丝是将聚合物加热熔融，通过喷丝孔挤出，在空气中冷却固化形成纤维的纺丝方法。熔融纺丝不需要溶剂和沉淀剂，设备简单，工艺流程短。但设备所需电压较高，操作温度高。

目前微结构纤维的制备中存在诸多缺陷，如申请号为CN201510378201.X的专利发泡剂易泄漏、无法水洗。申请号为CN201710859980.4的专利申请中，由于发生化学反应产生了大量有害气体，而不能大批量制备，限制了其具体应用。

目前现有的纺丝装置无法实现连续大规模制备微结构纤维，这一缺点严重限制其在各场景中的应用。

所述纤维或浸渍发泡材料的缺点，本专利能有效规避，并采用物理发泡方法绿色环保，同时利用同轴结构将发泡剂包裹在纤维内不易泄漏，可进行水洗，由于其可控的纤维闭孔尺寸可得到轻量化和良好隔热性能；除此之外将纤维编织成织物，具有柔性、透气性等可穿戴性能，制备简便，适合工业大规模生产。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于湿法纺丝工艺制备的微结构纤维。所制备的微结构纤维的孔径尺寸大小形状可控，使得所述纤维具有轻量化及良好隔热性能。

本发明的技术方案如下：

1.一种微结构纤维，包括芯层和包层，所述包层包覆所述芯层，所述芯层具有微结构，所述芯层包括第一聚合物和热膨胀微球，所述包层包括第二热塑性聚合物；

进一步优选地，所述微结构纤维横截面的芯层和包层的直径比为1:1.1-1:5。

2.如项1所述的微结构纤维，所述芯层的微结构的孔径为0.1～200μm，所述芯层的微结构的孔隙率为5～99％，所述微结构纤维比表面积为1～400m²/g；

优选地，所述孔径为10～40μm，所述孔隙率为70～90％，所述比表面积为50～100m²/g。

3.如项1所述的微结构纤维，所述第一聚合物包括第一热塑性聚合物或第一热固性聚合物，所述第一热塑性聚合物选自聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯醛、聚丙烯酰胺、聚丙烯亚胺、聚丙烯酸羟酯、聚丙烯酸酯丁烯腈、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚氨酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚芳酯、聚醋酸乙烯、聚己内酯中的一种或两种以上，优选为聚氨酯；

所述第一热固性聚合物选自聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种以上，优选为聚二甲基硅氧烷。

4.如项1所述的微结构纤维，所述第二热塑性聚合物选自聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚酸酐、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯醛、聚丙烯酰胺、聚丙烯亚胺、聚丙烯酸羟酯、聚丙烯酸酯丁烯腈、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇缩醛中的一种或两种以上；优选为聚丙烯腈。