CN103388193B - 气凝胶改性合成纤维的制备方法及制得的合成纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气凝胶改性合成纤维的制备方法，包括步骤：1）气凝胶粉末和聚合物树脂混合，混合的质量比例为1：20-35，在混炼机中混炼造粒；2）将混炼造粒得到的母粒熔融喷丝，得到合成纤维。本发明还提出所述方法制备得到的合成纤维。本发明提出的制备方法将气凝胶应用于合成纤维领域，制得合成纤维的方法简单，使纤维的隔热性能提高，导热系数降到0.015-0.02w/m.k左右，大大降低了材料导热系数，而且因为气凝胶的密度小，使纤维整体容重大大降低，气凝胶的多孔性和吸附作用可以有很好的透气性和吸汗能力，各项性能指标远远优于传统材料。
Description
技术领域
本发明属于防治材料领域，具体涉及一种气凝胶改性合成纤维的制备方法及制备得到的合成纤维。
背景技术
衣食住行，衣是排在人们必要生活条件之首的，可见其重要性。我们穿的衣服，盖的被子无不是由布皮制作的，最早人们发现自然生长的棉花具有长纤维特点可以用来纺纱织布，后来人们又发现很多植物纤维都可以纺纱织布，如麻纤维，大豆纤维，竹纤维。但是这些纤维都是自然界所赐，其来源有限，于是后来人们发现很多合成材料可以拉丝，尼龙、腈纶、丙纶等等，这些丝也可以用来织布，而且很多性能如柔顺性，不易皱褶比天然纤维还要好，但是其透气性和吸汗能力要比天然的差，于是随着人们的纺织技术的不断发展，自然资源也在不断的减少，人们开始使用合成纤维与天然纤维混纺，织出的布既具有天然纤维的透气性，又具有合成纤维的柔顺性。
中国幅员辽阔，人口众多，虽然物产丰富但是面对人们生活品质的提高，自然资源也在慢慢的变得稀少。就各种物质导热系数而言：棉0.071w/m.k,涤纶0.084w/m.k，羊毛0.052w/m.k，腈纶0.051w/m.k，丙纶0.221w/m.k，氯纶0.042w/m.k，锦纶0.244w/m.k。这些纤维都容易吸潮，当吸潮后其导热系数会呈倍增加，起不到保温效果。气凝胶是以气体为介质的凝胶，作为目前已知最轻的固体材料，也具备极好的保温性能，导热系数介于0.007—0.02W/m.k之间。气凝胶的应用尚处于研究阶段，其在纺织领域的应用尤其值得研究。如何利用气凝胶制备得到性能更好的合成纤维的技术，本领域还没有研究者提出。
发明内容
针对本领域技术的不足之处，本发明的目的是提出一种气凝胶改性合成纤维的制备方法。
本发明的另一目的是提出所述制备方法到的合成纤维。
实现本发明目的的技术方案为：
1、一种气凝胶改性合成纤维的制备方法，包括步骤：
1）气凝胶粉末和聚合物树脂混合，混合的质量比例为1：20-35，在混炼机中混炼造粒；
2）将混炼造粒得到的母粒熔融喷丝，得到合成纤维。
其中，所述混炼的温度为180-250℃。
其中，所述聚合物树脂为涤纶树脂、聚酰胺树脂和聚丙烯树脂中的一种。
其中，所述气凝胶粉末为SiO2气凝胶粉。例如陕西盟创纳米新型材料股份有限公司产mcf-40型SiO2气凝胶粉。
其中，所述步骤2）熔融喷丝所使用喷丝孔的直径为0.25～0.30毫米，喷出的熔体细流，被冷却气流冷却凝固成合成纤维的丝条。
本发明所述的制备方法制备得到的合成纤维。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的制备方法将气凝胶应用于合成纤维领域，制得合成纤维的方法简单，使纤维的隔热性能提高，导热系数降到0.015-0.02w/m.k左右，大大降低了材料导热系数，而且因为气凝胶的密度小，使纤维整体容重大大降低，气凝胶的多孔性和吸附作用可以有很好的透气性和吸汗能力，各项性能指标远远优于传统材料。
具体实施方式
现以以下最佳实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中，如无特殊说明，所使用的设备和方法均为所属领域常规的设备和方法。
实施例1
PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，美国杜邦FR530），138公斤，气凝胶粉为mcf-40（陕西盟创纳米新型材料股份有限公司，导热系数0.01w/m.k，密度40kg/m3）4公斤，置于带螺杆挤出的混炼装置中升温至250℃混炼形成均匀的熔体，制成母粒；通过纺丝机（龙口市龙口华瑞机械厂）的喷丝孔，喷丝孔直径为0.25毫米。喷出的熔体细流，被冷却气流冷却凝固成丝条，形成气凝胶改性的合成纤维。测其导热系数为0.02w/m.k,与传统聚酯纤维喷丝棉相比（0.037w/m.k）降低了0.017m/m.k。容重及其他性能参数见表1。
表1：实施例1产品性能
实施例2
PA（聚酰胺600号，上海昊化化工有限公司）115公斤，mcf-40气凝胶粉4公斤，置于带螺杆挤出的混炼机中升温至250℃混炼形成均匀的熔体，通过喷丝孔，喷丝孔直径为0.25毫米。喷出的熔体细流，被冷却气流冷却凝固成丝条形成气凝胶改性的聚酯纤维。测其导热系数为0.03w/m.k,与传统合成纤维喷丝棉相比（0.83w/m.k）降低了0.017m/m.k;容重及其他性能参数见表2。
表2：实施例2产品性能
实施例3
PP（聚丙烯，常州市驰信塑业有限公司）95公斤，mcf-40气凝胶粉4公斤，置于带螺杆挤出的混炼机中升温至180℃混炼形成均匀的熔体，通过喷丝孔，喷丝孔的直径为0.30毫米。喷出的熔体细流，被冷却气流冷却凝固成丝条，形成气凝胶改性的合成纤维。测其导热系数为0.025w/m.k,与传统聚酯纤维喷丝棉相比（0.047w/m.k）降低了0.017m/m.k;容重及其他性能参数见表3。
表3：实施例3产品性能
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种气凝胶改性合成纤维的制备方法，包括步骤：
聚对苯二甲酸乙二醇酯PET 138公斤，型号为美国杜邦FR530，气凝胶粉为mcf-40 4公斤，陕西盟创纳米新型材料股份有限公司生产，导热系数0.01w/m.k，密度40kg/m3，置于带螺杆挤出的混炼装置中升温至250℃混炼形成均匀的熔体，制成母粒；通过纺丝机的喷丝孔，喷丝孔直径为0.25毫米；喷出的熔体细流，被冷却气流冷却凝固成丝条，形成气凝胶改性的合成纤维。
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