CN107447272B

CN107447272B - 具有粗糙表面的异形纤维的制备方法及得到的纤维与应用

Info

Publication number: CN107447272B
Application number: CN201710711488.2A
Authority: CN
Inventors: 鲍亚楠; 李明健; 徐怡庄
Original assignee: NINGHAI DEBAOLI NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingsheng Guotai Technology Co ltd
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2037-08-18
Also published as: CN107447272A

Abstract

本发明公开了一种具有粗糙表面的异形纤维的制备方法及得到的纤维与应用，其中，所述方法包括以下步骤：利用异形喷丝板进行纺丝，得到纤维初产品；对得到的纤维初产品进行腐蚀处理；然后进行清洗、干燥，得到纤维终产品，即所述具有粗糙表面的异形纤维。其中，在步骤1中利用异形喷丝板得到径向截面呈星形的纤维初产品，然后进行腐蚀，得到的纤维终产品的表面具有多个腐蚀坑，即使其表面具有一定粗糙度，进一步提高了其凝水性能。所述表面具有腐蚀坑的异形纤维采用极性聚合物为原料使其具有极强的吸水性能，其星形结构为聚集到的水滴提供滑落通道，同时，表面粗糙度进一步提高了纤维的凝水性能。

Description

具有粗糙表面的异形纤维的制备方法及得到的纤维与应用

技术领域

本发明涉及纤维领域，尤其涉及纤维的制备，具体涉及具有粗糙表面的异形纤维的制备方法及得到的纤维与应用。

背景技术

目前人类获取水源的一些新途径有海水淡化和污水处理等，但这些方法都比较麻烦，不但浪费大量能耗，而且操作过程也比较复杂。近年来，科研人员针对这一问题展开了大量研究，探索出从空气中获取淡水资源这一新思路，简称空气取水。空气取水在日常生活中也普遍存在，比如洗澡时，浴室墙壁、镜面上凝成的水珠，但是不能快速脱落。

因此，亟需一种材料或方法，让水汽快速凝成水珠并快速脱落。

在现有技术中，采用极性聚合物作为聚雾材料，但是该如何让凝成的水珠快速脱落是一个重要问题。现有的解决手段使减小纤维的直径(小于10μm)，得到较细纤维，这样，减小水滴与纤维的接触面积，使其快速滑落，另外，采用CaCl₂溶液处理纤维表面，使其表面可形成一定的微/纳结构，而水滴由于其表面张力作用不能进入微/钠结构内，进一步减小水滴与纤维的相互作用，这样，这些小水滴可沿纤维表面定向移动汇成较大水滴脱落。然而，所述纤维本身较细，具有较低的强度，并且，经过CaCl₂溶液处理过的后强度更差，因此，其实用性很差，无法进行更广泛地应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种新型喷丝板，利用其进行纺丝，得到纺丝产物，然后对纺丝产物的表面进行腐蚀，得到表面具有一定粗糙度的异形纤维，其中，所述纤维直径较大，可以达到100微米左右，保证了强度，同时，其表面具有定向沟槽，使水滴会沿沟槽滑落，并且，所述纤维的表面具有一定粗糙度，进一步提高了其凝水性能，即相当于做一种相转变催化剂，实现“新鲜凝水表面-凝成水滴-水滴聚并-水滴脱落-新鲜凝水表面”这样一个循环(如图7所示)，提高了人类从空气中取水的效率，从而完成本发明。

本发明一方面提供了一种具有粗糙表面的异形纤维的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1、利用异形喷丝板进行纺丝，得到纤维初产品；

步骤2、对得到的纤维初产品进行腐蚀处理；

步骤3、腐蚀处理后进行清洗、干燥，得到纤维终产品，即所述具有粗糙表面的异形纤维。

本发明另一方面提供了一种利用第一方面所述制备方法得到的异形纤维。

本发明第三方面提供了一种利用第一方面所述制备方法得到的异形纤维的应用。

附图说明

图1示出本发明所述喷丝板的结构示意图；

图2示出图1中A-A向的截面图；

图3示出图2中B-B向的截面图；

图4示出星形臂的结构示意图；

图5示出所述纤维的结构示意图；

图6示出图5的径向截面示意图；

图7示出所述纤维凝水过程示意图；

图8示出实施例1采用的喷丝板的微孔结构示意图；

图9a示出实施例1得到的纤维初产品的扫描电镜图一；

图9b示出实施例1得到的纤维初产品的扫描电镜图二；

图9c示出实施例1得到的纤维终产品的扫描电镜图；

图9d示出实施例2得到的纤维终产品的扫描电镜图；

图9e示出实施例3得到的纤维终产品的扫描电镜图；

图10示出实施例4采用的喷丝板的微孔结构示意图；

图11示出实施例4得到的纤维初产品的扫描电镜图；

图12示出实施例5采用的喷丝板的微孔结构示意图；

图13a示出实施例5得到的纤维初产品的扫描电镜图一；

图13b示出实施例5得到的纤维初产品的扫描电镜图二；

图14示出实施例6采用的喷丝板的微孔结构示意图；

图15示出实施例6得到的纤维初产品的扫描电镜图；

图16示出实施例7得到的纤维初产品的扫描电镜图；

图17示出实施例8采用的喷丝板的微孔结构示意图；

图18a示出实施例8得到的纤维初产品的扫描电镜图一；

图18b示出实施例8得到的纤维初产品的扫描电镜图二；

图19示出实施例9采用的喷丝板的微孔结构示意图；

图20a示出实施例9得到的纤维初产品的扫描电镜图一；

图20b示出实施例9得到的纤维初产品的扫描电镜图二；

图21a示出实施例10得到的纤维初产品的扫描电镜图一；

图21b示出实施例10得到的纤维初产品的扫描电镜图二；

图22示出进行刷频率测试时采用的装置的示意图。

附图标号说明

1-喷丝孔；11-导孔；12-锥孔；13-微孔；131-星形结构；1311-星形臂；13111-根部；131111-接点；13112-端部；131121-圆弧段一；131122-圆弧段二；21-圆形实体部分；22-三角形凸起；23-腐蚀坑；3-样品丝；4-铁架台；5-重物；6-载物台；7-加湿器；8-导汽管。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

本发明提供了一种具有粗糙表面的异形纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、利用异形喷丝板进行纺丝，得到纤维初产品；

步骤2、对得到的纤维初产品进行腐蚀处理；

根据本发明一种优选的实施方式，在所述异形喷丝板上设置有多个喷丝孔1，如图1所示，所述喷丝孔1沿喷丝板的中心呈花冠状均匀排列，即以喷丝板的中心为圆心，呈同心圆排列，且，相连喷丝孔1之间的距离相等。

根据本发明一种优选的实施方式，所述喷丝孔1为4～8个。

在进一步优选的实施方式中，所述喷丝孔1为6个。

根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，沿熔体流动方向，所述喷丝孔1包括导孔11、锥孔12和微孔13。

在进一步优选的实施方式中，所述锥孔12的分度圆锥角为30～60°。

在更进一步优选的实施方式中，所述锥孔12的分度圆锥角为60°。

根据本发明一种优选的实施方式，如图3所示，所述微孔13的外部轮廓为星形结构131，所述星形结构131包括多个星形臂1311。

其中，设置微孔为星形结构，这样，可以挤出截面呈现星形结构的纤维，使得纤维在纵向方向形成沟槽，这样，当水滴聚集在纤维上时，以沟槽为通道下滑，实现凝水。

在进一步优选的实施方式中，所述星形结构131包括5～9个均匀分布的星形臂1311。

在更进一步优选的实施方式中，所述星形结构131包括6～8个均匀分布的星形臂1311，例如6个或8个。

其中，在本发明中，优选采用6角星形或8角星形。因为，若为五角星形或四角星形，相邻星形臂之间的夹角过大，这样，在得到的纤维中，水滴会嵌入该夹角内，使之与纤维的接触面积增大，不易滑落。若为九角星形或以上，相邻星形臂之间的夹角过小，这样，在制备纤维时，纤维挤出该孔时会出现挤出胀大现象，该夹角会出现被挤压变小的现象，得到近似圆形的纤维，而不是星形结构。

在本发明中，为了使水滴在纤维表面聚集后快速下滑收集，除了为水滴提供下滑通道(沟槽)外，还需要减小水滴与纤维的接触面积，实现快速下滑。

根据本发明一种优选的实施方式，如图3所示，所述星形臂1311包括根部13111和端部13112。

在进一步优选的实施方式中，所述根部13111与端部13112的长度比为(1.5～4)：1。

在更进一步优选的实施方式中，所述根部13111与端部13112的长度比为(2～3.5)：1。

根据本发明一种优选的实施方式，如图3所示，相邻星形臂的根部13111彼此相接，形成接点131111，所述接点131111到所述星形结构131的中心的距离相等。

其中，相邻两个星形臂之间在根部相接，形成接点，其中，以所述星形结构131的中心点为圆心，以相邻两个星形臂1311的接点到所述星形结构131中心点的距离为半径，形成所述星形结构的内接圆，其中，相邻两个星形臂1311的接点均在内接圆的圆周上，即所述接点呈同心圆式均匀排布。

在进一步优选的实施方式中，相邻星形臂1311之间形成的接点到所述星形结构131中心的距离为0.2～0.5mm。

在更进一步优选的实施方式中，相邻星形臂1311之间形成的接点到所述星形结构131中心点的距离为0.3～0.4mm，例如0.4mm。

其中，相邻两个星形臂1311的接点到所述星形结构131中心点的距离即为内接圆的半径，而设计的内接圆的半径大于0.2mm的目的在于保证得到的纤维的中心具有实心结构，这样，才能保证得到的纤维具有力学强度。

在本发明中，即使利用所述喷丝板得到的纤维的表面具有沟槽，但是其内部为实心结构，这就保证了纤维的使用强度，提高其实用性。

根据本发明一种优选的实施方式，相邻星形臂1311之间的夹角相等。

其中，所述星形臂之间的夹角不能太大，太大会使水滴嵌入所述沟槽内，增大了水滴与纤维表面的接触面的，影响其下滑；也不能太小，这在后期加工中比较困难，会导致最终纤维的表面形貌受到影响。

在进一步优选的实施方式中，相邻星形臂1311之间的夹角30～80°。

在更进一步优选的实施方式中，相邻星形臂1311之间的夹角为45～60°，例如45°。

根据本发明一种优选的实施方式，所端部13112的端点到所述星形结构131的中心的距离相等。

其中，本发明设计相邻星形臂1311之间形成的接点到星形结构的中心距离相等，即所述端点呈同心圆式均匀排布，同时设计端部13112的端点到星形结构的中心距离相等，与相邻星形臂1311之间的夹角相等，最终使得到的纤维材料在纵向的沟槽均匀分布且大小相等。

在进一步优选的实施方式中，所述端部13112的端点到所述星形结构131的中心的距离为0.8～1.2mm。

在进一步优选的实施方式中，所述端部13112的端点到所述星形结构131的中心的距离为1mm。

其中，以星形结构的中心为圆心，以端部13112的端点到中心的距离为半径，得到所述星形结构的外接圆，其中，各端部13112的端点均在外接圆的圆周上。其中，限定端部13112的端点到所述星形结构131的中心的距离即限定了得到的纤维的沟槽深度以及相邻星形臂之间的夹角，如果所述距离小于0.8mm会导致得到的纤维表面的沟槽太浅，不能为水滴提供明显的流动渠道。但是所述距离也不能太大，如果太大导致星形臂过长，后期加工比较困难。

其中，需要注意，限定相邻星形臂1311之间形成的接点到所述星形结构131中心点的距离为0.2～0.5mm，及所述端部13112的端点到所述星形结构131的中心的距离为0.8～1.2mm，是对喷丝微孔进行的结构限定，其并不是得到的纤维的尺寸。

根据本发明一种优选的实施方式，如图4所示，所述端部13112在与根部13111的连接处向背离星形臂轴心的方向弯曲，形成圆弧段一131121，所述圆弧段一131121与根部13111的侧边相切。

在进一步优选的实施方式中，相邻星形臂之间相对的两个圆弧段一131121为同心圆弧。

在进一步优选的实施方式中，所述圆弧段一131121的半径为0.2～0.5mm，优选为0.25～0.4mm。

其中，所述星形臂1311的端部向背离星形臂轴心的方向弯曲，形成凸起，目的之一是缩短相邻星形臂之间的距离，防止水滴嵌入其中，目的之二是为水滴提供接触点，使其与纤维的表面进行点对点接触，这样，减小了接触面积，利于滑落。另一方面，由于纺丝过程中，熔体胀大的存在，普通的多角形异形纤维的角往往偏圆润化。为了尽可能减少熔体胀大的影响，我们使喷丝孔里的角往两侧凹陷。

根据本发明一种优选的实施方式，如图4所示，以星形结构的中心为原点，以端部的端点到中心的距离为半径，形成圆弧段二131122，所述圆弧段二131122与圆弧段一131121连接形成，所述端部。

在进一步优选的实施方式中，如图4所示，所述圆弧段一131121与圆弧段二131122之间为倒角连接。

在更进一步优选的实施方式中，所述倒角的半径为0.02～0.08mm，优选为0.04～0.06mm，更优选为0.05mm。

其中，为了方便喷丝微孔的加工，将圆弧段一131121与圆弧段二131122之间设置为倒角连接。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1中，采用含有极性基团的聚合物为原料进行纺丝。

在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，采用聚酰胺或聚酯为原料进行纺丝。

在更进一步优选的实施方式中，在步骤1中，采用聚酰胺为原料进行纺丝。

其中，选用极性聚合物为原料，这样，才能保证得到的纤维具有吸水性，实现水分的聚集。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1中，所述纺丝采用干-湿法进行。

其中，采用干-湿法进行纺丝时，原液细流能在空气中经受显著的喷丝头拉伸，拉伸区长度远超过液流胀大区的长度。在这样长距离内发生的液流轴向形变，速度梯度不大，实际上在胀大区没有很大的形变。

在进一步优选的实施方式中，采用10～50m/min的速度进行纺丝。

在更进一步优选的实施方式中，采用20～40m/min的速度进行纺丝，例如30m/min。

其中，发明人经过大量实验发现，纺丝速度对得到的纤维初产品的形态具有重要影响，其中，纺丝速度不能过快，太快(超过50m/min)时，会导致得到的纤维初产品粗细不均匀、且星形角不明显，而影响最终使用。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1中，在纺丝时，采用的计量泵的频率为5～20Hz。

在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，在纺丝时，采用的计量泵的频率为10～15Hz。

在更进一步优选的实施方式中，在步骤1中，在纺丝时，当采用八角星形喷丝板时，采用的计量泵的频率为10～15Hz，当采用六角星形喷丝板时，采用的计量泵的频率为10Hz。

其中，计量泵的频率不宜太大，若太大会导致得到的纤维在纵向粗细不均，使得形成的沟槽不通顺，影响纤维的集水性能。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1中，于纺丝速度为30m/min、计量泵频率为10Hz下进行纺丝。

其中，本发明经过大量实验发现，上述条件为最佳纺丝工艺。

根据本发明一种优选的实施方式，如图5所示，步骤1得到的纤维初产品的径向截面呈多角星形。

在进一步优选的实施方式中，步骤1得到的纤维初产品的径向截面呈正多角星形。

在更进一步优选的实施方式中，步骤1得到的纤维初产品的径向截面呈正六角星形或正八角星形，例如正八角星形。

其中，步骤1得到的纤维初产品呈星形结构，这样，其在纵向方向形成沟槽，这样，当水滴聚集在纤维上时，以沟槽为通道下滑，实现凝水。

根据本发明一种优选的实施方式，所述正多角星形的外接圆半径为80～120μm。

在进一步优选的实施方式中，所述正多角星形的外接圆半径为100μm。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤1得到的异形包括圆形实体部分21和在圆形实体部分21上均匀分布的三角形凸起22。

在进一步优选的实施方式中，所述圆形实体部分21的半径为20～50μm，优选为30～40μm。

其中，使纤维中心为具有一定厚度的实心结构，可以保证所述纤维的强度，提高其实用性。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2中，于酸性溶液中进行腐蚀处理。

在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，于硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液或氢氟酸中进行腐蚀处理。

在更进一步优选的实施方式中，在步骤2中，于硫酸溶液、盐酸溶液或硝酸溶液中进行腐蚀处理。

其中，将步骤1得到的纤维初产品进行腐蚀处理，这样，在纤维表面会形成腐蚀坑，所述腐蚀坑一方面增大了纤维与水汽的接触面积，即增强了纤维表面的吸水性，另一方面，当水汽凝结成水滴后在具有腐蚀坑的纤维表面更易于滑落，这类似于稻杆或荷叶的表面，具有一定粗糙度，对凝水性能具有很大提高。

根据本发明一种优选的实施方式，所述酸性溶液的浓度为0.2～2mol/L。

在进一步优选的实施方式中，所述酸性溶液的浓度为0.5～1.5mol/L。

在更进一步优选的实施方式中，所述酸性溶液的浓度为0.8～1.2mol/L，例如1mol/L。

其中，进行腐蚀用的酸性溶液的浓度不能太高，若浓度太高腐蚀程度严重，一方面影响纤维的力学性能，另一方面，若腐蚀严重会得到较大的腐蚀坑，反而不利于凝水。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2中，所述腐蚀处理进行2～50s。

在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，所述腐蚀处理进行5～40s。

在更进一步优选的实施方式中，在步骤2中，所述腐蚀处理进行5～30s。

其中，所述腐蚀处理的时间不能太长，太长会导致严重腐蚀，影响纤维的力学性能。

在本发明中，得到的纤维直径较大，可以达到100微米左右，且具有30～40微米的实心结构，保证了强度，同时，其表面具有定向沟槽，使水滴会沿沟槽滑落，进而提高聚酰胺纤维的凝水性能，另一方面，在所述纤维的表面具有很小的腐蚀坑，即增大了纤维表面的粗糙度，进一步提高了其凝水性能，因此，得到的纤维相当于做一种相转变催化剂，如图7所示，实现“新鲜凝水表面-凝成水滴-水滴聚并-水滴脱落-新鲜凝水表面”这样一个循环。

本发明第二方面提供了一种利用上述制备方法得到的具有粗糙表面的异形纤维，如图5所示，所述异形纤维的径向截面呈多角星形，且在所述异形纤维的表面腐蚀有腐蚀坑23，即在其表面具有一定粗糙度。

根据本发明一种优选的实施方式，所述异形纤维的径向截面呈正多角星形。

在进一步优选的实施方式中，所述异形纤维的径向截面呈正六角星形或正八角星形，例如正八角星形。

其中，所述纤维呈星形结构，这样，其在纵向方向形成沟槽，这样，当水滴聚集在纤维上时，以沟槽为通道下滑，实现凝水。

根据本发明一种优选的实施方式，所述纤维包括圆形实体部分21和在圆形实体部分21上均匀分布的三角形凸起22。

在更进一步优选的实施方式中，相邻三角形凸起22之间的角度为30～80°，优选为45～60°，例如45°。

本发明第三方面提供了一种本发明第二方面所述具有粗糙表面的异形纤维的应用，其可以用于凝水，优选地，用于制作凝水器。

其中，所述纤维可以用于在海上收集淡水、回收水力发电消耗的水分、收集夜间水蒸气，实现水分的循环利用。

根据本发明一种优选的实施方式中，所述纤维在用作凝水器时，使其沿径向方面竖直方式。

在进一步优选的实施方式中，所述纤维在用作凝水器时，每根纤维之间为平行排列，彼此之间没有交叉。

其中，本发明利用所述纤维表面的沟槽作用水滴的下滑通道，因此，为了保证通道通顺必须使每根纤维竖直放置，并且彼此之间没有交叉，否则，会不利于水滴的下滑。

本发明所具有的有益效果：

(1)本发明所述制备方法采用的异形喷丝板进行，得到具有星形结构的异形纤维；

(2)本发明所述制备方法得到的异形纤维具有30～40μm的实心结构，保证了纤维的使用强度，提高其实用性；

(3)本发明所述制备方法得到的异形纤维采用极性聚合物为原料，使其具有极强的吸水性能，实现水分的聚集，得到水滴；

(4)本发明所述制备方法得到的异形纤维的相邻星形角形成定向沟槽，为聚集到的水滴提供滑落通道；

(5)本发明所述制备方法对得到的纤维初产品进行腐蚀处理，使得纤维表面形成多个腐蚀坑、具有一定粗糙度，进一步提高了纤维的凝水性能；

(6)本发明所述制备方法得到的异形纤维相当于做一种相转变催化剂，实现“新鲜凝水表面-凝成水滴-水滴聚并-水滴脱落-新鲜凝水表面”这样一个循环，提高了人类从空气中取水的效率；

(7)本发明所述制备方法得到的异形纤维具有很强的集水效率，可以用于制作集水器。

实施例

以下通过具体实例进一步描述本发明。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。

其中，在实施例采用的图8～图13中，尺寸单位为mm。

实施例1

以广东新会美达生产的尼龙6颗粒(粘度2.4)为原料于230℃下进行纺丝，得到纤维初产品，其中，利用图8所示喷丝板，同时，控制纺丝速度为30m/min，计量泵的频率为10Hz。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图9a、图9b所示，由图中可以看出，得到的纤维初产品的径向截面呈六角星形结构，且沿纵向粗细均匀，表面形貌良好。

将上述得到的纤维初产品放于1mol/L的硫酸溶液中进行腐蚀处理5s，然后进行清洗、干燥，得到纤维终产品，即得到所述异形纤维。

对得到的异形纤维的表面进行扫描电镜测试，结果如图9c所示。与图9b相比，图9c的表面具有一定的粗糙度。

实施例2

重复实施例1的过程，区别在于，所述腐蚀处理进行7s。

对得到的异形纤维的表面进行扫描电镜测试，结果如图9d所示。与图9a相比，图9d的表面具有一定的粗糙度，且与图9c相比，其粗糙度更明显。

实施例3

重复实施例1的过程，区别在于，所述腐蚀处理进行30s。

对得到的异形纤维的表面进行扫描电镜测试，结果如图9e所示。与图9a相比，图9e的表面具有一定的粗糙度，且与图9c和图9d相比，其粗糙度更明显。

实施例4

重复实施例1的过程，区别在于采用图10所示喷丝板进行。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图11所示，由图中可以看出，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

实施例5

重复实施例1的过程，区别在于采用图12所示喷丝板进行。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图13a和图13b所示，由图中可以看出，得到的纤维的径向截面呈星形，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

实施例6

重复实施例1的过程，区别在于采用图14所示喷丝板进行。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图15所示，由图中可以看出，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

实施例7

重复实施例6的过程，区别在于采用的计量泵的频率为15Hz。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图16所示，由图中可以看出，得到的纤维具有星形结构，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

实施例8

重复实施例1的过程，区别在于采用图17所示喷丝板进行。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图18a、图18b所示，由图中可以看出，得到的纤维的径向截面呈星形，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

实施例9

重复实施例1的过程，区别在于采用图19所示喷丝板进行。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图20a、图20b所示，由图中可以看出，得到的纤维的径向截面呈星形，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

实施例10

重复实施例9的过程，区别在于：计量泵的频率为15Hz。

对得到的纤维初产品进行扫描电镜测试，结果如图21a、图21b所示，由图中可以看出，得到的纤维的径向截面呈星形，沿其纵向形成明显的定向沟槽，且其粗细均匀，表面形貌良好。

对比例

对比例1

重复实施例1的过程，区别在于：得到纤维初产品后不进行腐蚀处理。

对比例2

重复实施例2的过程，区别在于：得到纤维初产品后不进行腐蚀处理。

对比例3

重复实施例3的过程，区别在于：得到纤维初产品后不进行腐蚀处理。

实验例刷屏率测试

在实施例中，通过刷屏率来表征纤维的凝水性能，其中，刷屏率是指在一根样品丝的一定距离上一分钟内刷屏的次数，即刷屏次数/min。

采用如图22所示装置进行刷屏率测试，其中，将样品丝3的一端固定在铁架台4上，另一端悬挂重物5，并落于载物台6上，使样品丝3竖直放置，然后在加湿器7的出气口连接导汽管8，利用所述导气管8将水汽输送至样品丝上端。

接通加湿器的电源，把加湿器调到最大，此时，导气管8出来的水汽会与样品丝接触，并凝结呈水滴，同时由于样品丝与水滴的接触面积较小，会使水滴下落，又由于样品丝纵向为水滴提供流通通道，因此，水汽在样品丝表面凝结呈水滴后会很快滑落，达到凝水的目的。其中，在本实验例中，采集靠近导汽管8最近的位置处的刷屏率。

一般情况下，刷屏比较稳定的时候(一般为1min后)，开始记录1min内刷屏的次数，实验结束后关闭加湿器电源，取下样品丝，并分别再取5根样品丝进行重复试验，计算平均值，结果如表1所示：

表1：

实施例1	对比例1	实施例2	对比例2	实施例3	对比例3
						59.00	43.33	82.00	52.33	77.67	53.67

由表1可以看出，发现经腐蚀后，纤维表面的粗糙度有一定的增加，其凝水性能也得到了显著的提升。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims

1.一种具有粗糙表面的异形纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、利用异形喷丝板进行纺丝，得到纤维初产品；

步骤2、对得到的纤维初产品进行腐蚀处理；

步骤3、腐蚀处理后进行清洗、干燥，得到纤维终产品，即所述具有粗糙表面的异形纤维；

在所述异形喷丝板上设置有沿其中心呈花冠状均匀排列多个喷丝孔（1），其中，沿熔体流动方向，所述喷丝孔（1）包括导孔（11）、锥孔（12）和微孔（13），所述微孔（13）的外部轮廓为星形结构（131）；

所述星形结构（131）包括多个星形臂（1311）；

所述星形臂（1311）包括根部（13111）和端部（13112），其中，

所述根部（13111）与端部（13112）的长度比为（1.5~4）：1，

相邻星形臂的根部（13111）彼此相接，形成接点（131111），所述接点（131111）到所述星形结构（131）的中心的距离相等，

所述端部（13112）的端点到所述星形结构（131）的中心的距离相等。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1的纺丝中，

采用10~50 m/min的速度进行；和/或

采用的计量泵的频率为5~20 Hz。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤1的纺丝中，

采用20~40 m/min的速度进行纺丝；和/或

采用的计量泵的频率为10~15 Hz。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，

于酸性溶液中进行腐蚀处理；和/或

所述腐蚀处理进行2~50 s。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，

于硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液或氢氟酸中进行腐蚀处理；和/或

所述腐蚀处理进行5~40 s。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液的浓度为0.2~2 mol/L。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液的浓度为0.5~1.5 mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述星形结构（131）包括5~9个均匀分布的星形臂（1311）。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述星形结构（131）包括6个或8个均匀分布的星形臂（1311）。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述根部（13111）与端部（13112）的长度比为（2~3.5）：1；和/或

相邻星形臂（1311）之间形成的接点到所述星形结构（131）中心的距离为0.2~0.5 mm；和/或

所述端部（13112）的端点到所述星形结构（131）的中心的距离为0.8~1.2 mm。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，

相邻星形臂（1311）之间形成的接点到所述星形结构（131）中心点的距离为0.3~0.4mm；和/或

所述端部（13112）的端点到所述星形结构（131）的中心的距离为1 mm。

12.根据权利要求1至11之一所述的制备方法，其特征在于，

所述端部（13112）在与根部（13111）的连接处向背离星形臂轴心的方向弯曲，形成圆弧段一（131121），所述圆弧段一（131121）与根部（13111）的侧边相切；和/或

以星形结构的中心为原点，以端部的端点到中心的距离为半径，形成圆弧段二（131122），所述圆弧段二（131122）与圆弧段一（131121）连接形成所述端部。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，

所述圆弧段一（131121）与圆弧段二（131122）之间为倒角连接。

14.一种具有粗糙表面的异形纤维，利用权利要求1至13任意一项所述制备方法得到，其特征在于，

所述纤维采用含有极性基团的聚合物为原料；和/或

所述纤维的径向截面呈正多角星形；

在所述纤维的表面分布有多个腐蚀坑。

15.一种权利要求14所述具有粗糙表面的异形纤维，其特征在于，

所述纤维采用聚酰胺或聚酯为原料；和/或

所述纤维的径向截面呈正六角星形或正八角星形。