一种光纤针织物及其编织工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤技术领域，特别是涉及一种利用光纤发光的编织物及其编织工
-H-
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【背景技术】
[0002]塑料光纤是由折射率不同的塑料分别构成芯包同心圆柱体的导光纤维。用作光纤的塑料必需是那些具有极好光学性能的塑料，通常以高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂和聚甲基丙烯酸甲酯作为皮层材料。
[0003]光纤发光针织物是以光纤弯曲侧发光原理，将光纤以纱线的形式织入织物，从而形成具有发光效果的织物，在室内装潢、舞台服装、辅助照明、医疗保护等领域具有很广泛的应用。与其他的针织物组织相比较，机织物以其织造简单、损伤较小成为目前发光织物的研究主体。由于针织物成圈过程中，线圈在织针上位置的变化，导致新线圈纱线量有所增加，因此，纱线的延展性是决定其是否能编织成圈的关键因素。然而塑料光纤存在延展性较差的缺陷成为光纤针织物发展的桎梏，致使光纤在针织物领域发展缓慢。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种塑料光纤，以及利用所述塑料光纤进行针织物编织的工艺。
[0005]本发明中涉及的塑料光纤是由含砸化镉量子点的纤芯粒子与含纳米二氧化硅的包层粒子通过双机头挤出法得到的直径为0.25mm?0.35mm的芯包结构塑料光纤，即利用两台冲击式挤出机，其中一台垂直放置，用于挤出内芯层，另一台挤出机水平放置用于挤出外芯层，加热后经过一个共挤模头，后经过冷却、牵引、卷曲等步骤完成，所述纤芯直径为
0.16mm?0.20mm，所述纤芯折射率为1.53?1.56，所述包层折射率为1.44?1.47 ;
[0006]其中，所述纤芯粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚碳酸酯40?60、聚二甲基硅氧烷20?40、砸化镉量子点0.05?0.1、热塑性聚酯弹性体5?15、助剂3?8、光引发剂I?2。
[0007]聚碳酸酯和聚二甲基硅氧烷为光纤塑料纤芯的基材层，砸化镉量子点掺入后，由于其量子尺寸效应和光氧化效应，塑料光纤的光强将会大大增强。
[0008]热塑性聚酯弹性体(TPEE)是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物，其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用，TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度；软段赋予它弹性，使它像橡胶；硬段赋予它加工性能，使它像塑料；与橡胶相比，它具有更好的加工性能和更长的使用寿命；与工程料相比，同样具有强度高的特点，而柔韧性和动态力学性能更好，TPEE的加入改善了以聚碳酸酯和聚甲基硅氧烷为光纤塑料基底材料的延展性。
[0009]所述包层粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚烯烃弹性体5?15、丙烯酸八氟戊酯10?12、四氟乙烯40?60、三氟丙基三甲氧基硅烷3?5、3_甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷2?4、4-羟基二苯甲酮I?2、纳米二氧化硅2?5，纳米二氧化硅改性的包层塑料光纤，具有抗挠曲性强、耐磨损性好、抗冲击性强的特点。
[0010]作为优选方式，所述纤芯粒子的制备方法为在高速混合机中加入聚碳酸酯、聚二甲基娃氧烧、热塑性聚酯弹性体，在6000rpm?9000rpm条件下搅拌5min?1min后，再向高速混合机中加入砸化镉量子点、助剂和光引发剂，升温至80°C?120后，继续搅拌1min?20min得到预混物，将所述预混物挤压至双螺杆挤出机中进行熔融共混，设定螺杆一区温度170°C?180°C、二区温度180°C?190°C、三区温度190°C?200°C，四区温度200 0C?220 0C，五区温度220 °C?230 °C，机头温度210 °C?230 °C ；螺杆转速200rpm?220rpm，喂料速度2Hz?10Hz，机头压力:2MPa?lOMPa，挤出、冷却、造粒得到纤芯粒子；
[0011]所述包层粒子优选的制备方法为:将原料按份加至高速混合机中，搅拌5min?1min后，置于单螺杆挤出机中，设定挤出机温度为80 °C?280 °C，切粒机转速为2Hz-10.0Hz，喂料速度为 5Ηζ-10.0Hz，机头压力为 5MPa_10MPa。
[0012]所述砸化镉量子点的较佳的制备方法为将6质量份的氧化镉粉末加至50质量份的油酸和液体石蜡混合液中，加热到180 °C?190 °C，溶解得到前驱体1，其中，油酸与液体石蜡的体积比为1: 4 ;将I质量份的砸粉加至50质量份的液体石蜡中，搅拌加热至240°C，溶解得到前驱体2 ;将前驱体I和2混合均匀，反应20min?30min后，移至甲醇和丙酮的混合液中进行猝灭、冷却、静置，离心收集下层沉淀产物，并用甲醇和丙酮反复清洗产物表面附着的油酸和液体石蜡得到砸化镉量子点，并将其溶解于正丁烷溶液中，与其他原料配料时，以砸化锦量子点的重量记。
[0013]作为一种优选实施方式，所述纤芯粒子原料中的助剂为3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，作为同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，在加热的条件下
3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中不饱键(-C = C-和-C = O-)会与上述几种化合物的不饱和键如(-C = C-)进行接枝反应，提高聚碳酸酯、聚甲基硅氧烷、砸化镉量子点、热塑性聚酯弹性体(TPEE)之间的相容性，而且3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的硅烷会使整个体系具有更为优异的弹性、拉伸性能，可弯曲度。
[0014]较佳的，所述光引发剂为二苯甲酮，当然也可以选用甲基二苯甲酮二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮等系列其他光引发剂。
[0015]为了将本发明中性能优异的塑料光纤真正应用到针织物上，本发明还公开了一种利用所述塑料光纤进行针织物编织的工艺，具体步骤为:取上述任一实施方式中所得的塑料光纤作玮线，棉/腈纶为90/10的混纺纱作经线，采用5_的高亮度蓝光LED灯作为光源，通过手摇横机进行编织，所述手摇横机的机速为40mm/s?80mm/s，所述手摇横机的针织速度为机速的1/2?1/3，所述线密度为150-300Tex的混纺纱预先经打蜡润滑处理，在针织物两端留出一定长度的塑料光纤，用于集束和切割处理，所述塑料光纤与LED光源电连接，编织得到针织物的规格参数为经密度为220根/10cm、玮密度为150?300根/10cm、厚度为
0.55mm ?0.75mm0
[0016]本发明通过对塑料光纤的配方和工艺进行改进，得到一种光强、延展性、柔韧性、抗挠曲性、耐磨损性、抗冲击性都明显改善，极大地推动了塑料光纤在针织物的发展。
【具体实施方式】
[0017]为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的及优点更加清晰易懂，现结合实施例对本发明做进一步解释说明，应当指出的是，在此列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定。
[0018]实施例1
[0019]本实施例所涉及的塑料光纤是由含砸化镉量子点的纤芯粒子与含纳米二氧化硅的包层粒子通过双机头挤出法得到的直径为0.3mm的芯包结构塑料光纤，即利用两台冲击式挤出机，其中一台垂直放置，用于挤出内芯层，另一台挤出机水平放置用于挤出外芯层，加热后经过一个共挤模头，后经过冷却、牵引、卷曲等步骤完成，所述纤芯直径为0.18_，所述纤芯折射率为1.56，所述包层折射率为1.47 ;
[0020]其中，所述纤芯粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚碳酸酯60、聚二甲基硅氧烷40、砸化镉量子点0.1、热塑性聚酯弹性体15、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷8、二苯甲酮2。
[0021]所述包层粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚烯烃弹性体15、丙烯酸八氟戊酯12、四氟乙烯60、三氟丙基三甲氧基硅烷5、3_甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷4、
4-羟基二苯甲酮2、纳米二氧化硅5 ;
[0022]所述纤芯粒子的制备方法为在高速混合机中加入聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、热塑性聚酯弹性体，在9000rpm条件下搅拌5min后，再向高速混合机中加入砸化镉量子点、
3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和二苯甲酮，升温至120°C后，继续搅拌1min得到预混物，将所述预混物挤压至双螺杆挤出机中进行熔融共混，设定螺杆一区温度180°C、二区温度190°C、三区温度200°C，四区温度220°C，五区温度230°C，机头温度230°C ;螺杆转速220rpm，喂料速度10Hz，机头压力lOMPa，挤出、冷却、造粒得到纤芯粒子；
[0023]所述包层粒子优选的制备方法为:将原料按份加至高速混合机中，搅拌1min后，置于单螺杆挤出机中，设定挤出机温度为280°C，切粒机转速为10.0Hz，喂料速度为10.0Hz，机头压力为lOMPa。
[0024]所述砸化镉量子点的较佳的制备方法为将6质量份的氧化镉粉末加至50质量份的油酸和液体石蜡混合液中，加热到190°C，溶解得到前驱体1，其中，油酸与液体石蜡的体积比为1: 4;将I质量份的砸粉加至50质量份的液体石蜡中，搅拌加热至240°C，溶解得到前驱体2 ;将前驱体I和2混合均匀，反应30min后，移至甲醇和丙酮的混合液中进行猝灭、冷却、静置，离心收集下层沉淀产物，并用甲醇和丙酮反复清洗产物表面附着的油酸和液体石蜡得到砸化镉量子点，并将其溶解于正丁烷溶液中，与其他原料配料时，以砸化镉量子点的重量记。
[0025]利用所述塑料光纤进行针织物编织的工艺，具体步骤为:取上述任一实施方式中所得的塑料光纤作玮线，棉/腈纶为90/10的混纺纱作经线，采用5_的高亮度蓝光LED灯作为光源，通过手摇横机进行编织，所述手摇横机的机速为80mm/s，所述手摇横机的针织速度为机速的1/3，所述线密度为300Tex的混纺纱预先经打蜡润滑处理，在针织物两端留出一定长度的塑料光纤，用于集束和切割处理，所述塑料光纤与LED光源电连接，编织得到针织物的规格参数为经密度为220根/10cm、玮密度为300根/10cm、厚度为0.55mm。
[0026]其中，制得塑料光纤的弹性模量为27.8GPa、断裂强度为265MPa、断裂应变为1.432%o
[0027]实施例2
[0028]本实施例所涉及的塑料光纤是由含砸化镉量子点的纤芯粒子与含纳米二氧化硅的包层粒子通过双机头挤出法得到的直径为0.35mm的芯包结构塑料光纤，所述纤芯直径为0.20