【摘要】：聚酰胺6(PA6)纖維憑借良好的吸濕性、柔軟性、親膚性、回彈性,廣泛應(yīng)用于服用紡織領(lǐng)域。隨著消費(fèi)水平不斷升級(jí),在現(xiàn)有纖維產(chǎn)品基礎(chǔ)上,進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)具有保暖、質(zhì)地輕盈特性的PA6纖維不僅能夠滿足當(dāng)代人們?cè)谵k公室的快節(jié)奏生活中對(duì)于健康、保暖的需求,同時(shí)與年輕人“輕裝上陣”的理念所契合,具有廣闊的市場(chǎng)前景。然而目前市場(chǎng)上具有保暖保健功能的遠(yuǎn)紅外纖維僅在遠(yuǎn)紅外(≥2500nm)區(qū)段具有較好的輻射性,對(duì)于可見(jiàn)光(400~760nm)及近紅外(760~2500nm)區(qū)段吸收較少,不能充分有效利用日光輻射中的能量來(lái)保暖發(fā)熱。為此,通過(guò)設(shè)計(jì)核殼結(jié)構(gòu)功能粉體使得吸光發(fā)熱與遠(yuǎn)紅外輻射之間起到協(xié)同效應(yīng),并經(jīng)復(fù)配拓寬了粉體在近紅外區(qū)的吸收段,在此基礎(chǔ)上采用原位聚合方法制備得到改性PA6,再經(jīng)熔融紡絲的方法制備得到了可見(jiàn)光、近紅外區(qū)段高吸收的吸光發(fā)熱遠(yuǎn)紅外PA6纖維,并對(duì)其進(jìn)行了研究。本文首先通過(guò)溶膠凝膠法制備了以窄帶隙的CuFe_2O_4(CF)粉體為核層、遠(yuǎn)紅外發(fā)射粉體SiO_2(SD)為殼層的核殼結(jié)構(gòu)CF@SD,不僅提高了單一遠(yuǎn)紅外粉體的吸光性能,同時(shí)增強(qiáng)了吸光發(fā)熱與遠(yuǎn)紅外的協(xié)同作用。結(jié)果表明,通過(guò)引入SD作為殼層,增強(qiáng)了粉體在9μm波長(zhǎng)處的吸收,與人體吸收峰匹配,所輻射的遠(yuǎn)紅外更易于被人體吸收;而相較于CF及兩步包覆法制備的CF600@SD,一步溶膠凝膠法制備得到的CF@SD-600對(duì)190~2600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的反射率更低;并且經(jīng)過(guò)與Cs_(0.33)WO_3@SiO_2(CTO@SD)進(jìn)行復(fù)配,吸光發(fā)熱性能均大于某一單一粉體。進(jìn)一步,優(yōu)選5CF:5CTO復(fù)配比例的功能粉體作為改性功能組分,為了提高功能粉體在PA6中的分散性,通過(guò)原位聚合的方法,制得吸光發(fā)熱遠(yuǎn)紅外PA6切片,并對(duì)體系的結(jié)晶、流變行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,粉體的加入使得體系A(chǔ)vrami指數(shù)n增大,起到了成核劑的作用,并且使得F(T)減小,體系達(dá)到相同結(jié)晶度時(shí)其所需的冷卻速率更低;同時(shí),粉體的加入造成了體系的熔體流動(dòng)性變差,因此相應(yīng)地將紡絲溫度調(diào)整到290℃附近。其次,為了改善PA6切片紡絲前需經(jīng)萃取(常規(guī)PA6切片含有約10%的熱水可萃取物含量)而導(dǎo)致的加工成本增加的問(wèn)題,在PA6縮聚階段通過(guò)真空條件來(lái)降低體系中熱水可萃取物含量,結(jié)果表明所制得切片的熱水可萃取物含量均在2wt%以下,同時(shí)由于水分的快速脫除,體系的反應(yīng)效率提高。最后,將制得的PA6切片不經(jīng)萃取直接熔融紡絲制得吸光發(fā)熱遠(yuǎn)紅外PA6纖維,并進(jìn)行表征。結(jié)果表明,在粉體低含量(1wt%)添加時(shí)不僅使得織物300s吸光發(fā)熱性能提高了80%、遠(yuǎn)紅外發(fā)射率提高了0.12,并且使得PA6纖維結(jié)晶度提高了16.02%,同時(shí)促進(jìn)了PA6的α晶型的生成,經(jīng)3.8倍拉伸后的纖維斷裂強(qiáng)度提高了0.3cN/dtex。
【圖文】：

圖 1-1 PA6 的結(jié)構(gòu)式酰胺基是一種極性基團(tuán)，不同酰胺基之間不僅可以形成子結(jié)合(如水)，為 PA6 纖維提供了較高的力學(xué)強(qiáng)度和親水性基為大分子鏈提供柔性，使 PA6 纖維具有優(yōu)異的柔軟性；構(gòu)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)類似，使其具有優(yōu)異的親膚性，因此其在內(nèi)接接觸的紡織面料上更具優(yōu)勢(shì)。然而，常規(guī)的 PA6 纖維及們對(duì)于功能性的需求，，尤其在保健、保暖方面提出了更高的紅外纖維的開(kāi)發(fā)順應(yīng)了這一趨勢(shì)[6]。1.3 吸光發(fā)熱遠(yuǎn)紅外纖維的改性研究吸光發(fā)熱遠(yuǎn)紅外纖維是一種有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化功能纖維，有機(jī)高分子通過(guò)一定的方式復(fù)合的一種新型材料，利用無(wú)(400-760nm)、近紅外光(760-2500nm)波段的高效吸收及遠(yuǎn)的高輻射能力來(lái)增強(qiáng)有機(jī)纖維功能性的復(fù)合材料[7]。

其中可見(jiàn)光(400-760nm)及近紅外光(760-2500nm)的能量占陽(yáng)光輻射總能量的 80%以上(如圖1-2B)[8]。充分吸收陽(yáng)光中的可見(jiàn)光及近紅外光波段的能量并轉(zhuǎn)化為熱量，減少人體與環(huán)境之間的輻射熱交換就能使紡織品擁有良好的發(fā)熱保暖效果。圖 1-2 (A)人體的散熱方式;(B)太陽(yáng)光輻射光譜
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ342.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653836