一种兼具火灾预警与自发电功能的气凝胶纤维及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种兼具火灾预警与自发电功能的气凝胶纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将去离子水和纳米四氧化三铁混合形成分散液，然后加入海藻酸钠，搅拌后制得纺丝原液；(2)通过喷丝孔将所述纺丝原液挤入cacl2溶液凝固浴中，然后通过拉伸卷绕制得水凝胶纤维，再将所述水凝胶纤维置于醇溶液中浸泡，进行水/醇溶液置换，冷冻、冷冻干燥后制得初期气凝胶纤维；(3)将无卤阻燃剂溶液喷涂于所述初期气凝胶纤维表面，干燥，然后再将银纳米线悬浮液喷涂于表面，经多次交替喷涂，干燥后制得阻燃预警气凝胶纤维。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)所述纺丝原液中，所述纳米四氧化三铁分散液的含量为5～25质量％，所述海藻酸钠的含量为2～5质量％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，搅拌速率为1000～2000r/min，搅拌时间为0.5～3h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述喷丝孔的直径为0.1-1mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述cacl2溶液的浓度为3～5质量％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述醇溶液为乙醇、甘油、乙二醇和叔丁醇中的至少一种；优选地，所述醇溶液的浓度为5～25质量％；优选地，所述浸泡时间为5～30min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述冷冻的温度为-10～-20℃，所述冷冻的时间为12～24h。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述冷冻干燥的温度为-20～-80℃，所述冷冻干燥的时间为12～24h；优选地，所述冷冻干燥的真空度为10～300pa。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述银纳米线悬浮液的浓度为10～20g/l；优选地，所述无卤阻燃剂为硼酸锌和/或氮化硼；优选地，无卤阻燃剂溶液和银纳米线悬浮液的交替喷涂次数为1～10次。10.由权利要求1-9中任意一项所述的方法制备的气凝胶纤维。

技术总结
本发明涉及气凝胶纤维技术领域，公开了一种兼具火灾预警及自发电功能的气凝胶纤维及其制备方法。该方法包括：(1)将纳米四氧化三铁和去离子水混合形成分散液，然后加入海藻酸钠，搅拌后制得纺丝原液；(2)通过喷丝孔将纺丝原液挤入CaCl2凝固浴中，再将水凝胶纤维置于醇溶液中浸泡，冷冻干燥制得初期气凝胶纤维；(3)将无卤阻燃剂溶液喷涂于初期气凝胶纤维表面，干燥，然后喷涂银纳米线悬浮液，经多次交替喷涂，干燥。与现有技术相比，本发明制备的气凝胶纤维基于纳米四氧化三铁热阻响应特性以及银纳米线高导电性能，纤维受热导致电阻发生变化，从而触发火灾预警系统，此纤维具有可重复温度检测(100-400℃)与自供电的优点。400℃)与自供电的优点。400℃)与自供电的优点。


技术研发人员：于志财 刘金如 何华玲 王俞舒 赵宇航 刘曦瞳
受保护的技术使用者：武汉纺织大学
技术研发日：2021.10.11
技术公布日：2022/2/6