一种皮芯结构的电致变色长丝纤维及其制备方法和织物

技术特征：
1.一种皮芯结构的电致变色长丝纤维，其特征在于，包括皮层(1)和芯层(2)，所述皮层(1)为透明的有机中空纤维，芯层(2)为填充在有机中空纤维管状空腔内的连续的油性电子墨水，上述油性电子墨水为可见光显色和红外发射率调节显色的电子墨水。2.根据权利要求1所述皮芯结构的电致变色长丝纤维，其特征在于，所述具有红外发射率调节显色的电子墨水包括油性溶剂、两种带不同电荷的红外发射率差不小于5的电泳颗粒和在不同电压下实现双色互变的电泳颗粒或具有不同电泳迁移率的多色电泳颗粒。3.根据权利要求1所述皮芯结构的电致变色长丝纤维，其特征在于，所述有机中空纤维是由不溶于油性溶剂的单组分或多组分有机纺丝材料制成。4.根据权利要求3所述皮芯结构的电致变色长丝纤维，其特征在于，所述有机纺丝材料包括含有离子液体的聚氨酯和离子固化水凝胶，有机纺丝材料直流电导率低于10-5
s/cm。5.根据权利要求1所述皮芯结构的电致变色长丝纤维，其特征在于，所述电致变色长丝纤维直径为120～200微米，皮层厚度30～70微米。6.根据权利要求1所述皮芯结构的电致变色长丝纤维，其特征在于，所述油性电子墨水替换为具有红外发射率调节显色的电子墨水或可见光显色的电子墨水。7.根据权利要求1至6任一项所述皮芯结构的电致变色长丝纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别配置皮层和芯层的纺丝液，其中，皮层纺丝液为不溶于油性溶剂的单组分或多组分共混的有机纺丝材料，芯层纺丝液为油性电子墨水；(2)将皮层纺丝液和芯层纺丝液分别泵入同轴纺丝喷丝板对应的流道，通过计量泵控制通道流量，得到皮层厚度和芯层直径可调的两相流，注入液相凝固浴槽；(3)皮层流体半凝固后，芯层油相在皮层中心形成轴对称分布，牵伸调节皮芯层的厚度和直径，芯层直径控制在60～100微米；(4)导入水洗槽，水洗后收卷进行干燥，得到电致显色连续纤维长丝，置入甲醇储存罐内保存避光保存。8.根据权利要求7所述电致变色长丝纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在凝固浴为钙离子水溶液使双组元混合纤维形成形状初步稳定固化的冻胶。9.一种电致变色织物，其特征在于，包括由权利要求1至6任一项所述皮芯结构的电致变色长丝纤维(3)平行排列或经纬排列编织成的上层织物和绝缘底层织物(4)；上层织物上设有柔性透明导电层(8)形成连续导电电极，引线后用水性聚氨酯封装，封装层厚度不大于0.1毫米；所述绝缘底层织物(4)上表面设有由导电纤维制成的像素电压施加电极(5)，下表面设有tft电压施加芯片(6)，芯片由柔性导电纱线(7)分别与像素电压施加电极(5)和驱动电路连接，形成织物基像素电压施加和扫描电路；当上位机对驱动电路和电压施加芯片扫描选通，实现纤维束毫米尺寸局部电泳颗粒翻转，实现织物基于电子墨水的红外发射率调节显色和/或可见光显色，达到环境自适应伪装和柔性图形化显示。10.根据权利要求9所述电致变色织物，其特征在于，所述柔性透明导电层为涂覆的透明纳米导电材料或覆盖的柔性导电薄膜。

技术总结
本发明公开了一种皮芯结构的电致变色长丝纤维及其制备方法和织物，纤维的皮层为透明的有机中空纤维，芯层为填充在中空纤维空腔内的连续的可见光显色和红外发射率调节显色的油性电子墨水。本发明采用湿法同轴纺丝工艺制备电致变色长丝纤维，可大规模高速生产，降低生产成本。其中，皮层纺丝液采用离子液体掺杂形成离子胶体，具有较低交流阻抗，赋予电泳显色纤维较低的翻转电压或能使用较厚的纤维皮层，可减少漏电流和短路，增加电子墨水织物的使用寿命。本发明中的织物，当上位机对驱动电路和电压施加芯片扫描选通，纤维束毫米尺寸局部电泳颗粒翻转，实现织物基于电子墨水的红外发射率调节显色和可见光显色，形成自适应伪装和柔性图形化显示。和柔性图形化显示。和柔性图形化显示。


技术研发人员：贾佩 尹超逸 刘瑞芳 巴龙
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/3/10