一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法

技术特征：
1.一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：碳气凝胶制备：基于纳米纤维素、光热转换碳化锆纳米材料制备光热转换纤维素基气凝胶，碳化后获得复合碳化锆/纤维素基碳气凝胶光热转换材料；s2：疏水改性：对s2中制备得到的复合碳化锆/纤维素基碳气凝胶光热转换材料进行研磨，并进行表面疏水改性，获得疏水性-复合光热转换碳气凝胶粉体；s3：光热转换碳气凝胶功能母粒制备：将聚酯切片和s2中得到的疏水性-复合光热转换碳气凝胶粉体挤出造粒，得到光热转换碳气凝胶功能母粒；s4：制备peg-pet固-固相变母粒；s5：共同挤出纺丝：将光热转换碳气凝胶功能母粒和peg-pet固-固相变母粒挤出，纺丝，得到皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维。2.根据权利要求1所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s1中，制备过程具体为：将纳米纤维素分散于碱溶液中，然后添加光热转换碳化锆纳米材料混合，对混合溶液进行搅拌至均匀，静置脱气，得到均质悬浮液，对均质悬浮液进行定向冷冻、干燥，得到分散均匀的光热转换纤维素基气凝胶，将光热转换纤维素基气凝胶置于管式炉中碳化，获得复合碳化锆/纤维素基碳气凝胶光热转换材料。3.根据权利要求2所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s1中，混合溶液中纤维素的质量分数为5-25％，光热材料的质量分数为0.1-3％；s1中，定向冷冻时间为0.5-1h，冷冻干燥温度为-80℃～-18℃，时间为24-48h；将混合液置于搅拌器中进行搅拌，搅拌转速为1000～2000r/min，搅拌时间10～30min，然后静置脱气，时间为12～24h；碳化处理采用在氮气条件，碳化温度为400～700℃，保温时间1～2h，升温速率5～10℃/min。4.根据权利要求1所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s2中，采用纳米研磨机对光热转换碳气凝胶进行研磨，经多级研磨、筛分，得到粒径分布为100～300nm的复合纤维素基碳气凝胶光热转换粉体；将复合纤维素基碳气凝胶光热转换粉体浸于硅烷偶联剂进行表面疏水改性，60℃超声1～2h，然后过滤80℃干燥得疏水性-复合光热转换碳气凝胶粉体。5.根据权利要求1所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s3中，光热转换碳气凝胶功能母粒制备过程中：将干燥的聚酯切片从主喂料口喂入双螺杆挤出机，熔融螺杆混合，同时将疏水性-复合光热转换碳气凝胶粉体采用侧喂入法，从侧向经涡轮预分散喂入双螺杆挤出机，与熔融的基体熔体混合，经过混合熔融、注带和切粒制得光热转换碳气凝胶功能母粒。6.根据权利要求5所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s3中，所述聚酯切片与疏水性-复合光热转换碳气凝胶粉体按重量比55～75∶25～45。7.根据权利要求1所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s4中，peg-pet固-固相变母粒的制备过程为：将对苯二甲酸二甲酯、乙二醇和催化剂混合加入反应釜混合，升温至250℃，搅拌酯化反应3h；然后加入聚乙二醇和催化剂，升温至300℃，真空下反应缩聚反应2～3h，反应结束后，熔体由喷头挤出后经水冷、切粒、干燥，制得peg-pet固-固相变母粒。
8.根据权利要求7所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s4中，酯化反应中，苯二甲酸二甲酯、乙二醇和催化剂醋酸锑的质量比为5～35：65～95：0.03～0.05；缩聚反应中加入的聚乙二醇和催化剂醋酸锑的质量比为25～55：0.03～0.05。9.根据权利要求1所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，s5中，共同挤出纺丝的过程为：将光热转化保暖母粒与聚酯切片按预设比例混合，作为皮层原料喂入双螺杆挤出机，将peg-pet固-固相变功能材料作为芯层喂入螺杆挤出机，皮层和芯层材料分别经纺丝机熔融，通过计量泵精确计量，进入纺丝组件，经喷丝板喷出形成丝束，再经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、拉伸定型、网络交络，然后卷绕成形，制得具有光热转换/蓄热调温功能的皮芯型保暖聚酯纤维。10.根据权利要求9所述的一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，其特征在于，其中皮层、芯层原料质量比为4：6，其中纺丝温度260℃～300℃，纺速800～3800m/min。

技术总结
本发明涉及一种皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：基于纳米纤维素、光热转换碳化锆纳米材料制备光热转换纤维素基气凝胶，碳化后获得复合碳化锆/纤维素基碳气凝胶光热转换材料；研磨，并进行表面疏水改性；将聚酯切片和疏水性-复合光热转换碳气凝胶粉体挤出造粒，得到光热转换碳气凝胶功能母粒；制备PEG-PET固-固相变母粒；将光热转换碳气凝胶功能母粒和PEG-PET固-固相变母粒挤出，纺丝，得到皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维。与现有技术相比，本发明制备的皮芯型光热转换-蓄热调温聚酯纤维作为光热材料，具有光吸收能力强、光热转换效率高、保暖性能好、成本低廉且环保绿色的优点。成本低廉且环保绿色的优点。成本低廉且环保绿色的优点。


技术研发人员：斯阳 倪海燕 张旋 丁彬 王学利 俞建勇
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/15