一种提高海藻复合纤维光热转化能力的方法

本发明涉及一种提高海藻复合纤维光热转化能力的方法，属于纺织印染。

背景技术：

1、海藻纤维是一种以藻类植物中提取出的海藻酸为原料制得的新型绿色生物质纤维，不仅具备优异的吸湿透气、抗菌和阻燃性，还具有良好的生物相容和可降解性，在纺织、医疗卫生、环境保护等领域有广泛应用。在纺织领域，可用于开发功能或特种纺织服饰；在医疗领域，可做理想的伤口敷料基底；在环保领域，可用于工业废水处理、水体修复及土壤重金属固定等。

2、海藻纤维通常使用湿法纺丝技术进行规模化制备，纺丝液浓度、凝固浴浓度与温度、牵伸倍数等参数对纤维的形貌和性能有显著影响。研究者广泛采用各类功能材料如石墨烯、炭黑、mxene、二氧化硅、色素、贵金属、导电聚合物等，利用共混、复合等方式对海藻纤维进行改性，赋予其导电、导热、着色、抗紫外、电磁屏蔽、抗菌除味、光热转化等多种功能。

3、贵金属纳米粒子具有优异的电、热、光等性能，常用的贵金属有金(au)、银(ag‌)、铜(cu)等。纳米au颗粒的化学稳定性强、导电性能好，但价格昂贵；纳米cu粒子同样具备良好的导电性，价格便宜，但易被氧化；相较之下，纳米ag粒子的综合性能更佳。

4、导电聚合物是氧化或还原后具有导电性的共轭聚合物，其主链的共轭 π 键电子体系由单键和双键交替排列组成，为电荷传输“通道”，分子共轭链越长、越规整、堆积越紧密，则电荷传输能力越强。常见的导电聚合物有聚噻吩(pth)、聚吡咯(ppy)、聚苯胺(pani)等。聚3,4-乙烯二氧噻吩(pedot)是聚噻吩类导电聚合物的重要代表物之一，可在溶液中通过化学氧化和电化学氧化聚合高效合成，具有优异导电性、稳定性及光学透明性，展现出巨大应用潜力。

5、前期相关研究表明，纳米ag、pedot等可通过等离子体共振、分子热振动等方式将光能有效转换为热能，在光热水蒸发、海水淡化、防结冰等领域有应用潜质。此外，通过适宜方式将pedot与纳米ag进行有效结合，可进一步增强光热转化能力。

技术实现思路

1、本发明利用ag/pedot复合物和海藻酸钠经湿法纺丝法制备具有光热转化性能的海藻复合纤维，通过引入聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂及光引发剂，并进行紫外光固化处理，可使海藻复合纤维的光转化能力进一步提升。

2、本发明涉及以下工艺：

3、（1）用去离子水配制含0.15 mol/l过硫酸铵、0.0015 mol/l十二烷基硫酸钠、0.0002 mol/l聚苯乙烯磺酸钠、0.04 mol/l 3,4-乙烯二氧噻吩的混合液，搅拌30 min后加入硝酸银，使其浓度为0.004 mol/l，超声1 h后恒温40℃ 反应8 h，制得ag/pedot复合物；

4、（2）用去离子水配制质量浓度为2%的海藻酸钠溶液，加入ag/pedot复合物、聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂和光引发剂，其质量浓度分别为0.2%、0.2%和0.02%，充分混合、静置脱泡后吸入注射器中，以8ml/min的速度挤出进入40g/l cacl2凝固浴中进行固化，随后经干燥得到海藻复合纤维；

5、（3）将所得海藻复合纤维在紫外光下照射，使聚氨酯丙烯酸酯在纤维内固化。

6、用去离子水配制含0.15 mol/l过硫酸铵、0.0015 mol/l十二烷基硫酸钠、0.0002mol/l聚苯乙烯磺酸钠、0.0400 mol/l 3,4-乙烯二氧噻吩的混合液，搅拌30 min后加入硝酸银，其浓度为0.004 mol/l，超声1 h后恒温40℃反应8 h，可自发产生反应制得ag/pedot复合物。用去离子水配制质量浓度为2%的海藻酸钠溶液，加入ag/pedot、聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂和光引发剂，其质量浓度分别为0.2%、0.2%和0.02%，充分混合、静置脱泡后吸入注射器中，以8ml/min的速度挤出进入40g/l cacl2凝固浴中进行固化，随后经干燥得到海藻复合纤维。所用聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂和光引发剂为市售常规产品。最后，将所得海藻复合纤维在紫外光下照射，使聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂在纤维内充分固化。具体光照条件可根据所用聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂及光引发剂性质进行调整，以保证能充分固化为宜。聚氨酯丙烯酸酯树脂在纤维内固化后，将对纤维结构、性质以及ag/pedot复合物的状态产生一定影响，有助于提升光热转换性能：首先，聚氨酯丙烯酸酯树脂是一种固化材料，在光引发剂存在下经紫外光照射发生交联固化反应，可以增强海藻纤维内部孔道结构的强度和韧性，有利于降低热量无效流动损失；其次，聚氨酯丙烯酸酯树脂固化分子结构可以增加海藻纤维的疏水性，减少与水分子的结合能力而降低对热量的传导损失；最后，聚氨酯丙烯酸酯树脂固化后的网状结构可以提高ag/pedot在纤维内的分散性，减少了颗粒间聚集而使有效比表面增大，从而能增强对光能的吸收能力。在上述各因素共同作用下，海藻复合纤维的光热转换能力将获得提高，表现为在光照时可以获得更高的温度，进而可促使纤维中水分的更快蒸发。

1.一种提高海藻复合纤维光热转化能力的方法，其特征在于采用以下工艺：