CN117026416A - 一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料及其制备方法和应用，其制备方法包括将醋酸纤维素和聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料。本发明的制备方法简单，设计合理，具有良好的柔性以及导热蓄热功能，同时由于醋酸纤维素的包裹避免了聚乙二醇的泄漏，此外，超细纤维的高纵横比赋予所制备的复合膜有利的柔性，同时引入导热填料提高相变材料的响应速率，本发明制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于相变材料制备方法技术领域，涉及一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料及其制备方法和应用。
背景技术
保持人体温度恒定对于人体的热舒适性至关重要。新兴的个人热管理(PTM)纺织品可以直接管理人体局部区域的温度，以满足个人热需求，对于持续缓解能源危机十分有利，并且其应用可以扩展到室内和室外场景。有些人在恶劣的环境中工作，如冷藏室、溜冰场和高温车间等，这种从正常温度到明显过高或过低温度的频繁变化会引起人体不适，甚至导致疾病。因此，将能够吸收和释放热能的相变材料(PCM)应用于纺织纤维是十分有吸引力的，PCM起到保持恒定温度的作用。然而，PCM固有的固体刚性和熔融泄漏阻碍了它们在可穿戴热调节领域的应用。为了避免泄漏，通常采用多孔材料吸附、微胶囊化、化学交联、静电纺丝等方法。多孔材料包括无机多孔材料和聚合物多孔材料，包括膨胀石墨、二氧化硅和三维气凝胶骨架等，通过毛细管力等实现PCM的封装。微胶囊化对PCM的封装较为完全，但是操作十分复杂、成本高、不利于应用生产。但是现有的方法也无法解决PCM固有的固体刚性的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料及其制备方法和应用，从而解决现有技术中相变材料固有的固体刚性和熔融泄漏的技术问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将醋酸纤维素和聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；
S2：将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料。
优选的，步骤S1中，所述有机溶剂为丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液；所述丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的体积比为(2～3):(1～3)。
优选的，所述醋酸纤维素的质量浓度为8％～10％，所述醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为2:(1～3)。
优选的，所述羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为0.5％～2％。
优选的，所述聚乙二醇的分子量为1000～6000。
优选的，加入羧基化碳纳米管后，进行超声处理，使所述羧基化碳纳米管充分分散。
优选的，静电纺丝过程中，电压为20～25kV，进料速率为0.015～0.020ml/min，纺丝距离为12～17cm。
优选的，静电纺丝之后，对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；所述真空干燥的温度为22～28℃，真空度为0.08～0.12Mpa，干燥时间为12～24h。
一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料，通过上述的方法制得。
上述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料在智能纺织品领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，利用醋酸纤维素与聚乙二醇以及羧基化碳纳米管进行共混纺丝，醋酸纤维素与聚乙二醇以及羧基化碳纳米管之间通过氢键结合，得到的蓄热调温功能的柔性纤维材料，该材料呈现出随机取向的多孔结构，膜中的纳米纤维表面光滑均匀。同时由于醋酸纤维素的包裹避免了聚乙二醇的泄漏，此外，本发明中通过静电纺丝得到的纤维具有高的长径比，赋予所制备的复合膜有利的柔性，同时引入导热填料提高相变材料的响应速率，本发明的制备方法简单，设计合理，得到产物具有良好的柔性以及导热蓄热功能，本发明制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料具有广泛的应用前景。
进一步，有机溶剂为体积比为(2～3):(1～3)的丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液，可使得醋酸纤维素充分溶解，得到透明均一的纺丝前驱液。
进一步，醋酸纤维素的质量浓度为8％～10％，可使得PEG共混形成表面光滑、尺寸分布均一的纳米纤维。
进一步，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为2:(1～3)，可获得更高相变焓的复合纤维且保证其形状稳定性。
进一步，羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为0.5％～2％，可使得羧基化碳纳米管在溶剂中均匀分散，提高纳米纤维膜的导热性能。
进一步，聚乙二醇的分子量为1000～6000，可使得所述蓄热调温功能的柔性纤维材料作用温度接近人体温度，应用于智能纺织品领域。
进一步，静电纺丝过程中，电压为20～25kV，进料速率为0.015～0.020ml/min，纺丝距离为12～17cm，可使得装置连续稳定纺丝。
进一步，静电纺丝之后，对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；所述真空干燥的温度为22～28℃，真空度为0.08～0.12Mpa，干燥时间为12～24h，可使得有机溶剂挥发完全，获得干燥成型的纳米纤维膜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1～9中制备具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的原理示意图；
图3为本发明实施例1～4中制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的SEM图，其中a～d分别为实施例1～4的产物对应的SEM图；
图4为本发明实施例3、实施例5以及实施例6中制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的DSC曲线，其中左图为吸热图，右图为放热图；
图5为本发明实施例3、实施例5、实施例6及实施例7中制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的SEM图，其中a～d分别为实施例3、5～7的产物对应的SEM图；
图6为本发明实施例1～3中CA与PEG共混后纺丝得到的产物、实施例5～7中制得的CA与PEG以及羧基化CNT共混后纺丝得到的产物以及单纯CA以及PEG的傅里叶红外对比图；
图7为本发明实施例3、实施例5、实施例6及实施例7中制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的导热柱状图；
图8为本发明实施例7中制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料与单纯PEG的泄漏测试结果对比图。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
如图1所示，本发明提供了一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将醋酸纤维素和聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，进行超声处理，并继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；
其中，有机溶剂为体积比为(2～3):(1～3)的丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液，可使得醋酸纤维素充分溶解，得到透明均一的纺丝前驱液。醋酸纤维素的质量浓度为8％～10％，即醋酸纤维素的质量浓度为8％～10％(w/v)，也即醋酸纤维素的质量浓度为8～10g/100mL，该浓度可使得PEG共混形成表面光滑、尺寸分布均一的纳米纤维。醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为2:(1～3)，可获得更高相变焓的复合纤维且保证其形状稳定性。羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为0.5％～2％，可使得羧基化碳纳米管在溶剂中均匀分散，提高纳米纤维膜的导热性能。聚乙二醇的分子量为1000～6000，可使得所述蓄热调温功能的柔性纤维材料作用温度接近人体温度，应用于智能纺织品领域。
S2：将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料。其中，静电纺丝过程中，电压为20～25kV，进料速率为0.015～0.020ml/min，纺丝距离为12～17cm。静电纺丝之后，对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；所述真空干燥的温度为22～28℃，真空度为0.08～0.12Mpa，干燥时间为12～24h。
通过静电纺丝得到的材料呈现出随机取向的多孔结构，膜中的纳米纤维表面光滑均匀，直径为0.26～0.39μm。同时由于醋酸纤维素的包裹避免了聚乙二醇的泄漏，此外，超细纤维的高纵横比赋予所制备的复合膜有利的柔性，同时引入导热填料提高相变材料的响应速率。
本发明还公开了通过上述方法制得的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料。
另外，本发明还公开了一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料在智能纺织品领域的应用。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
实施例1
S1：将3g醋酸纤维素(CA)粉末加入到20ml丙酮和10ml N’N-二甲基乙酰胺(DMAc)的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入1.5gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.045g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为100％，时间为4h，之后常温搅拌24h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。
S2：通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
本实施例的制备流程图见图2。
实施例2
S1：将3gCA粉末加入到20ml丙酮和10mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入3gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.045g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为100％，时间为4h，之后常温搅拌24h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。
S2：通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
实施例3
S1：将3gCA粉末加入到20ml丙酮和10mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入3.75gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.045g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为100％，时间为4h，之后常温搅拌24h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。
S2：通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1M的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
实施例4
S1：将3gCA粉末加入到20ml丙酮和10mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入4.5gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.045g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为100％，时间为4h，之后常温搅拌24h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。
S2：通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
为了证明不同CA和PEG质量比对纤维的形貌的影响，分别对其进行SEM测试，测试结果如图3所示。由图3可知，纤维表面均匀光滑，具有高纵横比，PEG含量增多使得纤维直径略有增加，当CA/PEG质量比为2/3时，纤维形貌较差，粘附严重，直径偏差较大，说明CA作为聚合物骨架对PEG的封装有限。
实施例5
S1：将3gCA粉末加入到20ml丙酮和10mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入3.75gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.015g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为90％，时间为2h，之后常温搅拌20h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。
S2：通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
实施例6
S1：将3gCA粉末加入到20ml丙酮和10mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入3.75gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.03g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为80％，时间为3h，之后常温搅拌16h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。
S3：通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
为了证明CA/PEG-CNT的相变性能，对实施例3、实施例5以及实施例6中制备的具有蓄热调温功能的柔性纤维材料进行差示扫描量热DSC测试，测试结果如图4所示。由图4可知，少量CNT的引入对复合纤维的DSC曲线没有产生较大影响，当羧基化-CNT的添加量为1.5wt％时，熔融焓为54.54J/g，熔融温度为36.63℃，结晶焓为61.02J/g，结晶温度为25.43℃。本发明所述纺织纤维材料具有优异的蓄热调温能力且它的作用温度接近人体温度，可以应用于快速调控温度的智能纺织品。
实施例7
将3gCA粉末加入到20ml丙酮和10mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌6h，溶解完全后加入3.75gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.06g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，超声功率为70％，时间为3h，之后常温搅拌12h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为25kV，进料速率为0.017ml/min，纺丝距离为15cm，湿度和温度分别控制在50％和25℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为25℃，真空度为0.1Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
为了观察不同CNT含量对纤维微观形貌的影响，分别对其进行SEM测试，测试结果如图5所示。由图5可知，少量CNT的引入并不会对复合纤维的形貌产生负面影响，也就是说并不会影响对PEG的封装，当CNT含量为2wt％时，纤维出现黏附现象，这是因为CNT分散性有限所致。
对这种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的红外表征如图6所示。其中图6a为单独CA、PEG与实施例1～3中CA与PEG共混得到的CA/PEG纤维的红外图，由图6a可知，不同CA/PEG质量比下的纤维膜中都观察到了CA和PEG的特征峰，且PEG的特征峰强度随着PEG含量的增加逐渐增大；CA在1326cm-1处的C-O峰随着PEG的引入而出现蓝移，这是因为CA和PEG之间的氢键形成。另外，图6b为CA/PEG的质量比为2/2.5时进行纺丝得到的产物与实施例3以及实施例5～7中得到的CA、PEG以及羧基化CNT共混后纺丝得到产物的红外图，由图6b可知，三者具有良好相容性。
为了证明这种蓄热调温纤维的导热性能，通过Hot-Disk对其进行测试，测试结果如图7所示。由图7可知，少量CNT可以增加复合纤维的热导率，当引入1.5wt％的CNT时，复合材料的导热系数为0.18655W/(m·K)，提升了128.6％。但是当添加2wt％的CNT时，材料导热性能下降，这是因为CNT在有机溶液的分散性有限。
为了证明将PEG与醋酸纤维素共混纺丝可以解决PEG的泄漏问题，对其进行了泄漏测试。将PEG与复合纤维放置在60℃烘箱中观察，如图8所示，从图8中可以看出，5min后复合纤维中的PEG并未出现任何泄露，表明该方法制得复合纤维对PEG有很好的固定效果。
实施例8
将2.4gCA粉末加入到18ml丙酮和12mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌7h，溶解完全后加入3gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.036g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，功率比为100％，时间为4h，之后常温搅拌24h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为23kV，进料速率为0.015ml/min，纺丝距离为17cm，湿度和温度分别控制在55％和28℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为28℃，真空度为0.12Mpa的真空干燥箱中干燥12h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
实施例9
将3.6gCA粉末加入到18ml丙酮和12mlDMAc的混合有机溶剂中，在60℃水浴加热下搅拌8h，溶解完全后加入4.5gPEG1000并搅拌4h。在此基础上添加0.054g羧基化CNT，对混合溶液进行水浴超声，功率比为100％，时间为4h，之后常温搅拌24h配成CA/PEG-CNT混合纺丝前驱液。通过单轴静电纺丝法在高压作用下拉伸成丝，其中电压为20kV，进料速率为0.020ml/min，纺丝距离为17cm，湿度和温度分别控制在53％和26℃，采用内径为0.41mm的针尖纺丝6h，在转速为120rpm的滚筒上接收。最后在温度为22℃，真空度为0.08Mpa的真空干燥箱中干燥24h获得具有蓄热调温功能的纺织纤维材料。
实施例10
一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将醋酸纤维素和分子量为5000的聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，进行超声处理，并继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；其中，有机溶剂为体积比为2.5:2的丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液，醋酸纤维素的质量浓度为9％，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:1，羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为1％。
S2：将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，然后对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；其中，静电纺丝过程中，电压为22kV，进料速率为0.018ml/min，纺丝距离为15cm，真空干燥的温度为25℃，真空度为0.1Mpa，干燥时间为20h。
实施例11
一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将醋酸纤维素和分子量为1300的聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，进行超声处理，并继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；其中，有机溶剂为体积比为3:1的丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液，醋酸纤维素的质量浓度为9％，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为2:3，羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为2％。
S2：将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，然后对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；其中，静电纺丝过程中，电压为25kV，进料速率为0.02ml/min，纺丝距离为17cm，真空干燥的温度为28℃，真空度为0.12Mpa，干燥时间为24h。
实施例12
一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将醋酸纤维素和分子量为6000的聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，进行超声处理，并继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；其中，有机溶剂为体积比为2:1的丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液，醋酸纤维素的质量浓度为8％，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为2:3，羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为0.5％。
S2：将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，然后对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；其中，静电纺丝过程中，电压为20kV，进料速率为0.014ml/min，纺丝距离为12.5cm，真空干燥的温度为22℃，真空度为0.08Mpa，干燥时间为12h。
因此，本发明利用单轴静电纺丝技术制备具有蓄热调温功能的纺织纤维材料的方法，醋酸纤维素作为高分子聚合物，聚乙二醇作为相变组分，碳纳米管作为导热填料，通过单轴静电纺丝法制备高纵横比的超细纤维，尽可能使复合材料中包含更多的相变组分，以存储更多热能。这种具有蓄热调温功能的纺织纤维材料解决了相变组分熔融泄漏的问题，并且具有柔性、可剪裁等特性。此外，醋酸纤维素手感很软、透气性好，更有利于应用于可穿戴热管理领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将醋酸纤维素和聚乙二醇加入有机溶剂中搅拌使其完全溶解，再加入羧基化碳纳米管，继续搅拌使所述羧基化碳纳米管分散均匀，得到纺丝前驱液；
S2：将所述纺丝前驱液进行静电纺丝，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述有机溶剂为丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的混合溶液；所述丙酮与N’N-二甲基乙酰胺的体积比为(2～3):(1～3)。
3.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，所述醋酸纤维素的质量浓度为8％～10％，所述醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为2:(1～3)。
4.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，所述羧基化碳纳米管的添加量相对于醋酸纤维素的质量为0.5％～2％。
5.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为1000～6000。
6.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，加入羧基化碳纳米管后，进行超声处理，使所述羧基化碳纳米管充分分散。
7.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，静电纺丝过程中，电压为20～25kV，进料速率为0.015～0.020ml/min，纺丝距离为12～17cm。
8.根据权利要求1所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料的制备方法，其特征在于，静电纺丝之后，对产物进行真空干燥处理，制得所述具有蓄热调温功能的柔性纤维材料；所述真空干燥的温度为22～28℃，真空度为0.08～0.12Mpa，干燥时间为12～24h。
9.一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料，其特征在于，通过权利要求1～8中任意一项所述的方法制得。
10.权利要求9中所述的一种具有蓄热调温功能的柔性纤维材料在智能纺织品领域的应用。
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