[发明专利]一种X形异形聚乙烯醇凝胶纤维的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种聚乙烯醇凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇凝胶纤维的横截面呈X形异形；

所述制备方法包括：

以聚乙烯醇和盐溶型无机盐为前驱液通过循环冷冻-解冻法辅助恒定失水制备得到聚乙烯醇凝胶纤维的起始凝胶材料；

将制备得到的起始凝胶材料处理成横截面为方形的条状材料；

取条状材料预拉伸取向或者取多根条状材料加捻后预拉伸取向，预拉伸取向的同时采用盐析法固定取向结构，固定取向结束后释放外力；

其中，所述恒定失水是指经干燥达到失水平衡；

其中，所述盐溶型无机盐选自氯化钙、氯化锂、氯化锌和氯化镁中的一种或多种；

盐析法固定取向结构时采用盐析型无机盐，所述盐析型无机盐选自硫酸钠、碳酸钠、醋酸钠、硫酸钾、碳酸钾、醋酸钾、硫酸铯、碳酸铯和醋酸铯等中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述恒定失水时采用的干燥方法包括自然干燥和恒温恒湿干燥；

优选地，所述循环冷冻-解冻法辅助恒定失水法包括将前驱液进行循环冷冻-解冻处理后制备得到水凝胶，水凝胶通过自然干燥或恒温恒湿干燥制备得到水含量稳定的聚乙烯醇水凝胶薄膜；

优选地，所述循环冷冻-解冻法辅助恒定失水法包括将前驱液经自然干燥或者恒温恒湿干燥后得到水含量稳定的状态后，进行循环冷冻-解冻处理制备得到水凝胶薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇的数均分子量为7000～200000，醇解度为80％～99.9％，聚乙烯醇溶液浓度为8wt％～30wt％；

优选地，盐溶型无机盐的浓度为0.1mol/L-17mol/L。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述循环冷冻-解冻法的冷冻温度为-20℃～-150℃，解冻温度为-10℃～30℃，循环冷冻-解冻次数为1～10次，冷冻时间和解冻时间均不超过48h；

优选地，所述恒定失水为在不高于35℃的环境下进行失水，优选在室温环境下失水；

优选地，所述恒定失水为在恒温恒湿环境下失水，优选在温度2℃～35℃，湿度20％～80％的环境下失水。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，预拉伸取向的预拉伸倍数为1-15倍；

优选地，盐析型无机盐的浓度为0.1mol/L～10mol/L。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法制备得到聚乙烯醇凝胶纤维或加捻聚乙烯醇凝胶纤维。

7.一种功能型凝胶纤维，其原料包含权利要求6所述的聚乙烯醇凝胶纤维或加捻凝胶纤维和功能颗粒；

优选地，所述功能颗粒选自石墨烯、碳纳米管和MXene。

8.根据权利要求7所述的功能型凝胶纤维，其特征在于，所述功能型凝胶纤维，其制备方法包括：在制备聚乙烯醇凝胶纤维或加捻凝胶纤维的起始凝胶材料的过程中加入功能颗粒，或者在制备得到的聚乙烯醇凝胶纤维或加捻凝胶纤维后，将其浸泡在功能颗粒的水溶液中。

9.一种纺织品，其以权利要求6所述的聚乙烯醇凝胶纤维或加捻聚乙烯醇凝胶纤维或权利要求7所述的功能型凝胶纤维为材料。

10.权利要求6所述的聚乙烯醇凝胶纤维或加捻聚乙烯醇凝胶纤维或权利要求7所述的功能型凝胶纤维在柔性材料领域中的应用；

优选地，所述柔性材料包括软体机器人、柔性传感器和纺织品。