一种聚乳酸凉感纤维及其制备方法

文档序号:43590187发布日期:2025-10-31 19:48阅读:36来源:国知局

本申请属于材料,尤其涉及一种聚乳酸凉感纤维及其制备方法。


背景技术:

1、随着消费者对功能性纺织品需求的持续升级,兼具舒适体验与功能属性的纺织材料成为市场研发热点。其中,聚乳酸凉感纤维凭借生物可降解特性及通过热传导、相变吸热双重机制降低体感温度的核心优势,在夏季服饰、家居家纺等领域展现出广阔应用前景。这类纤维既能满足消费者的穿着需求,又契合全球绿色环保的材料发展趋势,因此成为近年来功能性纤维领域的研究重点。

2、然而,传统凉感纤维的制备技术仍存在明显短板,难以兼顾凉感性能与实用性。早期方案多通过添加云母、玉石等天然矿物粉体,或采用凉感整理剂实现凉感效果,但矿物粉体与纤维基体相容性差,凉感成分负载量低;而小分子凉感整理剂易因洗涤、摩擦挥发流失,耐久性严重不足。后续虽尝试通过纳米云母与二氧化硅复配提升凉感,但受限于无机填料与有机基体的界面结合力,凉感性能提升幅度有限,且为达到有效凉感需将填料用量增至20%,直接导致纤维力学性能劣化。与此同时,聚乳酸作为生物可降解材料的固有缺陷也制约着其在凉感纤维领域的应用。聚乳酸分子链刚性强、结晶度高,制成的纤维脆性大、抗冲击性能差,且在加工过程中易因热降解出现纺丝断丝现象。

3、因此,单纯依靠添加凉感成分的传统思路,无法解决聚乳酸纤维存在的凉感不足、力学性能差、功能耐久性弱的多重问题,亟需通过材料复合设计与结构创新,实现凉感性能、力学性能与使用耐久性的协同提升。


技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种聚乳酸凉感纤维的制备方法,旨在解决聚乳酸纤维存在的凉感不足、力学性能差、功能耐久性弱的的问题。

2、本申请实施例是这样实现的,一种聚乳酸凉感纤维的制备方法,包括:

3、将纳米碳酸钙分散于乙醇水溶液中,加入硅源和表面活性剂进行溶胶-凝胶反应,经后处理得到核壳介孔硅;

4、将所述核壳介孔硅浸渍于薄荷醇乙醇溶液中,经超声吸附反应,得到复合凉感颗粒;

5、将所述复合凉感颗粒与聚己内酯溶于四氢呋喃溶液中,经超声分散后溶剂挥发,形成核壳结构的聚己内酯@复合凉感颗粒;

6、将聚乳酸、所述聚己内酯@复合凉感颗粒、多元环扩链剂、分散剂和抗氧化剂共混造粒,经熔融纺丝,得到聚乳酸凉感纤维。

7、本申请实施例的另一目的在于一种聚乳酸凉感纤维,所述聚乳酸凉感纤维是由上述的聚乳酸凉感纤维的制备方法制备得到。

8、本申请实施例提供了一种聚乳酸凉感纤维的制备方法,通过材料结构设计与工艺创新,实现凉感、力学与加工性能的协同优化。第一方面,借助核壳介孔硅的多级孔道结构,将薄荷醇等凉感成分负载量提升至20%以上,大幅增强凉感效果;同时通过聚己内酯的物理包覆与表面改性形成缓释机制,减少凉感成分因挥发、洗涤导致的流失,显著延长凉感作用持续时间。第二方面,利用多元环扩链剂的原位反应性增容作用,使聚乳酸与聚己内酯修饰的复合凉感颗粒形成支化共聚物网络,提升界面结合强度;聚己内酯的柔性链段有效缓冲聚乳酸脆性,改善纤维柔韧性与抗冲击性;通过分散工艺优化确保填料均匀分布,避免因团聚导致的力学性能劣化,同时提升熔融纺丝等加工过程的稳定性。第三方面,以聚乳酸为基体,延续其生物可降解的环保优势;通过凉感与力学性能的协同提升,解决了传统聚乳酸纤维凉感不足、脆性大、高温舒适性差的问题,拓宽了其应用范围,为绿色智能纤维产业化提供了可行技术路线。



技术特征:

1.一种聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述将纳米碳酸钙分散于乙醇水溶液中,加入硅源和表面活性剂进行溶胶-凝胶反应,经后处理得到核壳介孔硅的步骤,包括:

3.根据权利要求1或2所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述溶胶-凝胶反应中,反应温度为50-100℃,反应时间为12-36h。

4.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述核壳介孔硅与薄荷醇乙醇溶液的质量比为1:5-10;其中,所述薄荷醇乙醇溶液中薄荷醇、乙醇、水的质量比为1:15-20:25-35。

5.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述超声吸附反应的时间为6-18h。

6.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述复合凉感颗粒、聚己内酯、四氢呋喃溶液的质量比为1:3-7:10-20。

7.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述硅源为正硅酸乙酯;所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵;所述分散剂为脂肪醇醚硫酸钠、kh-550、kh-560中的一种或几种;所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1790、二丁基羟基甲苯中的一种或几种;所述多元环扩链剂为adr-4370s、adr-4368、adr-4300中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,所述的聚乳酸、聚己内酯@复合凉感颗粒的质量比为90:10;所述多元环扩链剂与聚乳酸的质量比为0.3-0.5:1。

9.根据权利要求1所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法,其特征在于,采用双螺杆共混造粒,温度为160-230℃,螺杆转速为200rpm-300rpm;所述熔融纺丝中,牵伸速度为100-500r·min-1,纺丝温度为180-200℃。

10.一种聚乳酸凉感纤维,其特征在于,所述聚乳酸凉感纤维是由权利要求1-9任一所述的聚乳酸凉感纤维的制备方法制备得到。


技术总结
本申请适用材料技术领域,提供了一种聚乳酸凉感纤维及其制备方法,包括:将纳米碳酸钙分散于乙醇水溶液中,加入硅源和表面活性剂进行溶胶‑凝胶反应,经后处理得到核壳介孔硅;将核壳介孔硅浸渍于薄荷醇乙醇溶液中,经超声吸附得到复合凉感颗粒;将复合凉感颗粒与聚己内酯溶于四氢呋喃溶液中,经超声分散后溶剂挥发,形成聚己内酯@复合凉感颗粒;将聚乳酸、聚己内酯@复合凉感颗粒、多元环扩链剂、分散剂和抗氧剂共混造粒,经熔融纺丝,得到聚乳酸凉感纤维。本申请提供的集成多元环扩链剂原位界面增容、功能修饰核壳介孔硅凉感颗粒与聚乳酸纤维成型的凉感纤维制备方法,可显著提升聚乳酸纤维凉感性能,同时提升其原有优异机械性能和环保特性。

技术研发人员:杜兆芳,王锦,李继丰,程阳,郑阿龙
受保护的技术使用者:安徽农业大学
技术研发日:
技术公布日:2025/10/30
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