CN115058785B - 用于水收集的辐射制冷复合纤维及织物、及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辐射制冷复合纤维及织物、及其制备方法。本发明的辐射制冷复合纤维的制备方法,包括以下步骤:将无机微纳米颗粒和聚合物基底材料混合得到复合材料;将复合材料加工成纤维预制棒;将纤维预制棒进行热拉制即得辐射制冷复合纤维。本发明的制备方法,利用无机微纳米颗粒进行掺杂,最大程度提升降温效果,在太阳辐射波段具有高反射率,在红外波段具有高发射率,具有优异的日夜辐射制冷性能;本发明利用亲水聚合物对热拉制和热压印得到的具有表面微结构的辐射制冷复合纤维进行亲水改性,获得超亲水辐射制冷复合纤维及其织物;该纤维编制品在表现出优异的水收集能力的同时,兼具良好的力学性能。

Description

用于水收集的辐射制冷复合纤维及织物、及其制备方法
技术领域
本发明涉及辐射制冷技术领域,尤其涉及一种用于水收集的辐射制冷复合纤维及织物、及其制备方法。
背景技术
大气可以被认为是一个巨大的可再生的蓄水池,可以在地球上任何地方充当水源。空气中的水量估计为14000 km3,而地球上的淡水量约为1200 km3。露水是由于大气水蒸气在低于露点温度的表面凝结而形成的水滴。露水可被视为一种非常规水源,可在气候条件有利于结露、供水不足和水质普遍存在问题的地区开采。尽管在许多天气条件有利于露水形成的地方,潜在的可提取淡水量很大,但现有的露水收集系统普遍存在集水效率较低的缺陷,这表明露水收集是一种未充分开发的提供优质水的替代方案。辐射式(也称为无源式)露水收集系统是一种主流的露水收集系统,该类系统利用产生露水的物理过程来收集露水,无需任何额外的能量输入。
辐射制冷技术通过材料的选择和结构的设计,可以使物体在太阳辐射0.3μm ~2.5μm波长范围实现高反射率,极大阻挡通过太阳辐射的热量输入;在大气窗口,8μm ~13μm 波段内实现高发射率,从而将物体的热辐射损失最大化进而达到降低温度的目的。采用这一技术可以极大提升辐射式露水收集系统的收集效率。
鉴于广阔的应用前景,寻找性能更佳的辐射式露水收集系统的表面材料一直以来便是研究人员和工程师们关注的热点问题。例如,现有技术公开了利用聚乙烯(PE)箔进行露水收集。但因为聚乙烯本身在红外波段的高透过率,其制冷原理需要被制冷表面本身在红外光波段具有高发射率,难以高效实现辐射制冷。另外,聚乙烯本身具有一定的疏水性,相比亲水材料其较大的接触角阻碍了露水凝结的成核过程,影响露水收集效果。例如现有技术还公开了以二氧化钛(TiO2)为主的白色涂料涂覆在聚氯乙烯(PVC)箔上,大大提高了辐射制冷性能。尽管二氧化钛(TiO2)在红外区发射率很高,但并不能完全覆盖整个8μm ~13μm 的波段大气窗口。现有技术还公开了一种水汽捕捉装置,其中包括波浪形水汽凝结面。该水汽凝结面由疏水的辐射制冷材料聚四氟乙烯(PTFE)为基板;波浪形水汽凝结面的凸起部为亲水凸起部,由纳米二氧化硅、金属或玻璃等亲水材料覆盖于基板得到;其低凹部为疏水低凹部,即基板本体;其工作原理为亲水凸起部捕捉到的水汽形成水珠后转移到疏水低凹部,并沿疏水低凹部传输至储水装置中。该水汽凝结面结构简单,同时尝试解决辐射制冷和露水传输两方面的问题,但缺乏对亲水材料和辐射制冷材料的优选,存在进一步提升的空间。且整个波浪形水汽凝结面为刚性结构,质量较大,布置与构造较为复杂,不适宜大规模制备。
综上所述,现有辐射式露水收集系统的冷凝表面材料难以兼具优良的辐射制冷性能和亲水性,刚性结构布置复杂且维护困难。所以,现缺乏一种超亲水辐射制冷纤维的制备技术,在达到优异的辐射制冷性能和亲水性的同时兼具良好的机械性能,并制备得到适用于表明冷凝的纺织品。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种用于水收集的辐射制冷复合纤维及织物、及其制备方法,以解决或部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面,本发明提供了一种用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
将无机微纳米颗粒和聚合物基底材料混合得到复合材料;
将复合材料加工成纤维预制棒;
将纤维预制棒进行热拉制即得用于水收集的辐射制冷复合纤维;
其中,所述聚合物基底材料为热塑性材料;
所述无机微纳米颗粒包括二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、碳化硅、氮化硅、
硫化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氮化硼、硫酸钡、碳酸钡、硅酸铝中的至少一种。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,所述聚合物基底材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚、聚丁烯对苯二酸酯、聚醚醚酮、聚砜、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙酯、间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、丙烯酸酯共聚物、聚对苯二甲酸丙二酯、聚乙烯醇、氟树脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩乙醛、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,将纤维预制棒进行热拉制即得用于水收集的辐射制冷复合纤维,其中,热拉制温度为25~600℃,张力为0~500g。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,将复合材料加工成纤维预制棒的具体方法包括热压法、套管法、薄膜卷绕法、热固法、熔融挤出法、3D打印和机械抛光切割中的一种。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,将纤维预制棒进行热拉制之前,还包括对纤维预制棒的表面进行热压印,得到具有表面微结构的纤维预制棒。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,将纤维预制棒进行热拉制得到用于水收集的辐射制冷复合纤维后,还包括使用亲水聚合物溶液对得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维进行亲水改性,其中,所述亲水聚合物包括聚多巴胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氨脂、聚乙二醇、聚醚多元醇、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,所述无机微纳米颗粒的粒径为0.01~30μm,所述复合材料中无机微纳米颗粒的掺杂浓度为 0.1~50 vol.%。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,所述亲水聚合物溶液的质量浓度为0.1~50%。
优选的是,所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,所述用于水收集的辐射制冷复合纤维的直径为1~3000μm。
第二方面,本发明还提供了一种辐射制冷复合纤维织物,采用所述的制备方法制备得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维加工得到。
本发明的一种用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,相对于现有技术具有以下有益效果:
1、本发明的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,利用二氧化钛、二氧化硅、氧化锌等无机微纳米颗粒进行掺杂,最大程度提升降温效果,在太阳辐射波段具有高反射率,在红外波段具有高发射率,具有优异的日夜辐射制冷性能;
2、本发明的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,利用亲水聚合物对热拉制和热压印得到的具有表面微结构的用于水收集的辐射制冷复合纤维进行亲水改性,获得超亲水的辐射制冷复合纤维及其织物;通过热拉制和直接热压印技术结合,可制备出具有多种复杂表面微结构的复合纤维;该纤维编制品在表现出优异的辐射制冷性能和亲水能力的同时,兼具良好的力学性能,可大面积织造,且制备简便,成本可控,适合工业大规模生产。生产厂商可根据目标需求,完成不同表面微结构的纤维设计。本发明的制备方法简单,可连续大规模制备,适合工业放大应用,同时可根据实际需要设计不同的材料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
图1为本发明所用的热拉制设备的结构示意图;
图2为本发明实施例1中制备得到的辐射制冷复合纤维织物的实物图;
图3为本发明实施例1中制备到的用于水收集的辐射制冷复合纤维的截面示意图;
图4为本发明实施例2中制备到的用于水收集的辐射制冷复合纤维的表面示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
S1、将无机微纳米颗粒和聚合物基底材料混合得到复合材料;
S2、将复合材料加工成纤维预制棒;
S3、将纤维预制棒进行热拉制即得用于水收集的辐射制冷复合纤维;
其中,聚合物基底材料为热塑性材料;
无机微纳米颗粒包括二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、碳化硅、氮化硅、硫
化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氮化硼、硫酸钡、碳酸钡、硅酸铝中的至少一种。
在一些实施例中,无机微纳米颗粒和聚合物基底材料通过化学溶解混合和/或物理共混得到复合材料,例如无机微纳米颗粒和聚合物基底材料可通过机械搅拌的方式混合,也可以先将无机微纳米颗粒加入至溶剂中,搅拌均匀后再加入聚合物基底材料继续搅拌均匀,再蒸发除去溶剂即可将无机微纳米颗粒和聚合物基底材料混合。
在一些实施例中,聚合物基底材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚、聚丁烯对苯二酸酯、聚醚醚酮、聚砜、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙酯、间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、丙烯酸酯共聚物、聚对苯二甲酸丙二酯、聚乙烯醇、氟树脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩乙醛、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。
在一些实施例中,将纤维预制棒进行热拉制即得用于水收集的辐射制冷复
合纤维,其中,热拉制温度为25~600℃,张力为0~500g。具体的,纤维热拉制温度需要复合材料的理化性质进行选定,纤维拉制温度为25~600℃,优选的纤维拉制温度为230~400℃;具体的,纤维拉制张力范围为0~500g,优选的纤维拉制张力范围为10~50g;预制棒送给速度范围为0.01~10mm/min,优选的,送棒速度范围为0.3~3 mm/min;纤维牵引速度范围为0.1~5000m/min,优选的纤维牵引速度范围为0.1~20m/min。
在一些实施例中,将复合材料加工成纤维预制棒的具体方法包括热压法、套管法、薄膜卷绕法、热固法、熔融挤出法、3D打印和机械抛光切割中的一种。
具体的,所述热压法压制预制棒的热压时间为5~500分钟,优选的热压时
间为10~20分钟;所述热压法压制预制棒压强范围为1~50MPa,优选的热压压强为10~20MPa,进一步优选为15 MPa。上述利用熔融挤出法挤出纤维预制棒的温度应参考基材的玻璃转化温度进行设定,挤出温度为50~600℃,优选的挤出温度为200~300℃。上述利用热固法制备纤维预制棒的固化时间为1~500分钟,优选的固化时间为20~40分钟。上述利用3D打印制备纤维预制棒的温度应参考基材的玻璃转化温度进行设定,挤出温度为50~600℃,优选的挤出温度为200~300℃。
在一些实施例中,将纤维预制棒进行热拉制之前,还包括对纤维预制棒的表面进行热压印,得到具有表面微结构的纤维预制棒。具体的,表面微结构图样包括一维结构、二维结构、三维结构、周期性图样、非周期性图样中的至少一种。具体的,表面微结构的具体形状可根据实际情况进行确定。具体的,可在纤维预制棒的截面或侧面进行热压印进行以形成表面微结构。
在一些实施例中,将纤维预制棒进行热拉制得到用于水收集的辐射制冷复合纤维后,还包括使用亲水聚合物溶液对得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维进行亲水改性,其中,亲水聚合物包括聚多巴胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氨脂、聚乙二醇、聚醚多元醇、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
具体的,亲水改性方法包括浸泡法、喷涂法、静电纺丝法、接枝改性法、
凝胶法中的一种或一种以上的方法组合,优选浸泡法和喷涂法。例如,浸泡法具体为:将得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维浸入亲水聚合物溶液中,得到亲水聚合物均匀涂覆的超亲水的辐射制冷复合纤维。
在一些实施例中,无机微纳米颗粒的粒径为0.01~30μm,优选为0.03~10μm,复合材料中无机微纳米颗粒的掺杂浓度为 5~30 vol.%(体积浓度),优选为8~15 vol.%。
在一些实施例中,亲水聚合物溶液的质量浓度为0.1~50%,优选为20~40 wt%。
在一些实施例中,上述制备得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维的直径范围为1~3000 μm,优选为10~500 μm。
在一些实施例中,纤维预制棒和用于水收集的辐射制冷复合纤维的截面包括圆形、三角形、矩形、多边形、星形等不规则形状中的至少一种。
具体的,参考图1所示,显示了纤维预制棒进行热拉的示意图,将纤维预制棒1夹在预制棒夹具2中,调整预制棒夹具2位置使预制棒对准拉丝塔加热炉3中心位置并将预制棒插入加热炉3中,待加热炉3升温至25~600℃预制棒软化料头掉落,使纤维预制棒依次通过纤维测径仪5、定制拉丝塔张力检测装置6、辅助牵引轮7、最后到收线盘8,即得到用于水收集的辐射制冷复合纤维9。
请再次参考图1所示,还包括热压印压花辊4,纤维预制棒通过纤维测径仪5之前先通过热压印压花辊4,利用热压印压花辊4热压形成表面微结构。具体的,图4中展示了利用热压印压花辊4对纤维预制棒1的侧面进行热压。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种辐射制冷复合纤维织物,采用上述的制备方法制备得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维加工得到,具体而言,利用用于水收集的辐射制冷复合纤维经过经编、纬编和梭织等方法中的至少一种加工得到辐射制冷复合纤维织物,辐射制冷复合纤维织物的组织结构为平纹、斜纹、缎纹、提花等中的至少一种或多种。具体的,采用经纱和纬纱进行编织即得辐射制冷复合纤维织物,其中,经纱和纬纱中的至少一种采用本申请制备得到的辐射制冷复合纤维。
以下进一步以具体实施例说明本申请的用于水收集的辐射制冷复合纤维和辐射制冷复合纤维织物的制备方法。
实施例1
一种用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
S1、将12g二氧化钛颗粒加入至400ml四氯甲烷中,搅拌均匀后得到混合
溶液;
S2、将步骤S1中的混合溶液置于磁力搅拌器加热台上加热搅拌,然后加入
22 g聚乳酸,直至颗粒完全溶解,得到聚乳酸和二氧化钛混合溶液;
S3、将步骤S2中的聚乳酸和二氧化钛混合溶液用刮刀涂刮成薄膜,干燥后
打碎成粉,置于烘箱中烘干除去溶剂四氯甲烷,得到聚乳酸和二氧化钛(15vol.%)的复合材料;
S4、将步骤S3中的复合材料置于模具中,模具为25mm×25mm×100mm(即长度和宽度均为25mm、高度为10mm)的方形柱体凹槽,再将模具放入热压机上下加热板之间,设置热压温度为170℃,热压压强为15 MPa,将复合材料热压成边长为25mm长为100mm的方形实心棒;并将方形实心棒使用车床切削制备得到内径为16 mm外径20mm长90 mm的二十角星形(截面形状)纤维预制棒,星形凹陷处为正三角形(即截面上形成的微结构);
S5、将步骤S4中的纤维预制棒夹在预制棒夹具中,调整预制棒夹具位置使预制棒对准拉丝塔加热炉中心位置并将预制棒插入加热炉中;待拉丝塔加热炉升温至332℃,预制棒软化料头掉落,使纤维依次通过纤维测径仪、张力检测装置、辅助牵引轮、最后到收线盘、并在合适张力20 g下控制送棒速度0.2 mm/min,调整牵引速度即可得到径外径为500 μm的均匀的用于水收集的辐射制冷复合纤维;
S6、将步骤S5中制备得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维浸入溶解在聚多巴胺溶液中24h,烘干,得到超亲水辐射制冷复合纤维;其中,聚多巴胺溶液的配制方法为:将多巴胺单体溶解在三羟甲基甲胺/盐酸缓冲液(PH=8.5,浓度:1.3 mg/mL,市场上购买得到)中即得聚多巴胺溶液。
本申请实施例还提供了一种辐射制冷复合纤维织物的制备方法,包括以下步骤:
将上述制备得到的超亲水辐射制冷复合纤维作为纬纱和纬纱进行编织即制备得到辐射制冷复合纤维织物。
实施例1中制备得到的辐射制冷复合纤维织物的实物图,如图2所示。
对上述制备得到的超亲水辐射制冷复合纤维制成的织物进行测试,此织物
在大气窗口,即8~13 μm波段的平均加权发射率为92.39%,最高达95.89%,在太阳波段,即0.4μm -2.5μm波段的平均加权反射率约为86.8%,其最高反射率达91.1%,具有优异的辐射制冷效果。同时,该纤维的轴向与横向接触角都接近0°,具有极为优异的超亲水性。
实施例2
本申请实施例提供的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,同实施
例1,不同在于,步骤S4中使用车床切削制备得到截面形状为圆形的纤维预制棒;步骤S5中,纤维经过纤维测径仪之前先通过热压印压花辊,其余工艺均与实施例1相同。
本申请实施例提供的辐射制冷复合纤维织物的制备工艺同实施例1。
实施例2中制备得到的辐射制冷复合纤维织物在大气窗口,8μm~13μm波段的平均加权发射率为92.56%,最高达95.31%,在太阳波段,即0.4μm -2.5μm波段的平均加权反射率约为86.5%,其最高反射率达91.8%,具有优异的辐射制冷效果。同时,该纤维的轴向与横向接触角都接近0°,具有优良的超亲水性。
实施例3
本申请实施例提供的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,同实施例1,不同在于,不经过步骤S6的亲水处理,其余工艺均与实施例1相同。
本申请实施例提供的辐射制冷复合纤维织物的制备工艺同实施例1。
实施例1中制备到的用于水收集的辐射制冷复合纤维的截面示意图如图3所示;实施例2中制备得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维的表面示意图如图4所示。
图3中20即为用于水收集的辐射制冷复合纤维本体、21为聚多巴胺形成的亲水涂覆层。
图4中制备得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维表面(具体为侧面)具有微结构。
实施例3中制备得到的辐射制冷复合纤维织物在大气窗口,即8μm~13μm波段的平均加权发射率为94.37%,最高达98.46%,在太阳波段,即0.4μm -2.5μm波段的平均加权反射率约为88%,其最高反射率达92.4%,具有优异的辐射制冷效果。同时,该纤维的轴向与横向接触角约为140°,表现为疏水性。
实施例4
本申请实施例提供的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,同实施例1,不同在于,步骤S1-S3中,未掺杂二氧化钛颗粒,其余工艺均与实施例1相同。
本申请实施例提供的辐射制冷复合纤维织物的制备工艺同实施例1。
实施例4中制备得到的辐射制冷复合纤维织物在大气窗口,即8μm~13μm波段的加权发射率为10.5%,最高达11.1%,在太阳波段,即0.4μm -2.5μm波段的加权反射率约为8%,其最高反射率达11%,辐射制冷效果较差。同时,该纤维的轴向与横向接触角约为0°,表现为亲水性。
实施例5
本申请实施例提供的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,同实施例1,不同在于,步骤S4中,使用车床切削制备得到截面形状为圆形的纤维预制棒,其余工艺均与实施例1相同。
本申请实施例提供的辐射制冷复合纤维织物的制备工艺同实施例1。
实施例5中制备得到的辐射制冷复合纤维织物在大气窗口,即8μm~13μm波段的平均加权发射率为92.77%,最高达95.87%,在太阳波段,即0.4μm -2.5μm波段的平均加权反射率约为87%,其最高反射率达91.1%,具有优异的辐射制冷效果。同时,该纤维的轴向与横向接触角都约为30°,表现为亲水性。
测试上述实施例1~5中制备得到的辐射制冷复合纤维织物的亲疏水角度和露水收集质量,结果如表1所示。其中,露水收集含量的测定方法为:首先,将所制备的织物放置在与地面倾斜角为30°的隔热聚苯乙烯泡沫上。之后在织物下方放置容器以收集从织物上低落的露水。并最终通过计算24小时后容器内的露水重量,判断织物的露水收集能力。
表1-不同实施例制备的辐射制冷复合纤维织物的亲疏水角度和露水收集质量
实施例 亲疏水性能 露水收集性能(kg/24 h/m2
实施例1 1.0
实施例2 0.9
实施例3 140° 0.3
实施例4 0.2
实施例5 30° 0.5
从上表1中可以看出,随着织物亲水性能的提升,织物的露水收集性能显著
提升,说明表面亲水界面会降低露水凝结过程的成核障碍;纤维表面具有微结构的亲水纤维会显著提升露水收集能力,造成上述结果的原因是:纤维表面微结构能快速将凝结在纤维织物表面的露水导出并收集,减少露水附着在织物表面的持续时间,增强露水收集能力;具有优异辐射制冷性能的纤维织物具有更好的露水收集能力,说明通过辐射制冷降低织物表面温度会显提升露水冷凝效率,同时减少织物清晨对阳光辐射的吸收也会增加露水收集时间,增强露水收集能力。
上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将无机微纳米颗粒和聚合物基底材料混合得到复合材料;
将复合材料加工成纤维预制棒;
将纤维预制棒进行热拉制即得用于水收集的辐射制冷复合纤维;
所述无机微纳米颗粒为二氧化钛;
其中,复合材料的制备方法包括以下步骤:
S1、将12g二氧化钛颗粒加入至400ml四氯甲烷中,搅拌均匀后得到混合溶液;
S2、将步骤S1中的混合溶液置于磁力搅拌器加热台上加热搅拌,然后加入
22 g聚乳酸,直至颗粒完全溶解,得到聚乳酸和二氧化钛混合溶液;
S3、将步骤S2中的聚乳酸和二氧化钛混合溶液用刮刀涂刮成薄膜,干燥后
打碎成粉,置于烘箱中烘干除去溶剂四氯甲烷,得到聚乳酸和二氧化钛的复合材料;
将复合材料加工成纤维预制棒的具体方法为热压法,热压法压制预制棒的热压时间10~20分钟;所述热压法压制预制棒压强范围为10~20MPa;
将纤维预制棒进行热拉制即得用于水收集的辐射制冷复合纤维,其中,热拉制温度为230~400℃,张力为10~50g,预制棒送给速度范围为0.3~3 mm/min;
纤维预制棒和用于水收集的辐射制冷复合纤维的截面形状为二十角星形,星形凹陷处为正三角形;
或,纤维预制棒的截面形状为圆形,将纤维预制棒进行热拉制之前,还包括对纤维预制棒的表面进行热压印,得到具有表面微结构的纤维预制棒;
将纤维预制棒进行热拉制得到用于水收集的辐射制冷复合纤维后,还包括使用亲水聚合物溶液对得到的用于水收集的辐射制冷复合纤维进行亲水改性,其中,所述亲水聚合物为聚多巴胺;
所述亲水聚合物溶液的质量浓度为0.1~50%;
所述无机微纳米颗粒的粒径为0.01~30μm。
2.如权利要求1所述的用于水收集的辐射制冷复合纤维的制备方法,其特征在于,所述用于水收集的辐射制冷复合纤维的直径为1~3000μm。
3.一种辐射制冷复合纤维织物,其特征在于,采用如权利要求1~2任一所述的制备方法制备得到用于水收集的辐射制冷复合纤维加工得到。
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