一种热敏变色聚乙烯纤维的制备方法与流程

本发明属于一种超高分子量聚乙烯纤维
技术领域：
，具体是涉及到一种热敏变色聚乙烯纤维的制备方法。
背景技术：
：热致变色材料应用于纺织品的主要制备方法主要有三种①将热敏变色剂充填到纤维内部，由融熔共混纺丝液制成。②将含热敏变色微胶囊的聚合物溶液涂于纤维表面，并经热处理使溶液成凝胶状来获得可逆的热致变色功效。③将热敏化合物掺到染料中去，再印染到织物上。染料由粘合剂树脂的微小胶囊组成，每个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而呈现不同的折射率，使服装变幻出多种色彩。目前，热致变色材料应用于纺织品的主要使用微胶囊法。微胶囊中含有特殊色素和发色剂，在一定的温度下，反复进行结合而发色，切断而清除色。例如，日本东丽公司开发了一种温度敏感织物，这种织物是将热敏染料密封在直径一的胶囊内，然后涂在织物表面。这种玻璃基材的微胶囊内包含了三种主要成分热敏变色性色素、与色素结合能显现另一种颜色的显色剂、在某一温度下能使相结合的色素和显色剂分离并能溶解色素或显色剂的醇类消色剂。调整三者组成比例就可以得到颜色随温度变化的微胶囊，而且这种变化是可逆的。通常在温度较低时服装呈黑色，在℃时呈红色，到℃时则会变成蓝色，介于一℃会产生出其他各种色彩。日本纤维公司将热敏变色液晶微胶囊加到纺丝浴中生产出一种可以变色的纤维。经微胶囊变色染料染色的纤维或纺织品制成的服装能随着温度的变化服装颜色也发生改变。英国的特种纺织产品有限公司开发了一系列有趣的、具有新奇用途的染料微胶囊。如变色龙的微胶囊和微胶囊化的热致变色无机染料。变色龙在温度升高后颜色变浅，而温度降低时颜色变深，其种类包括黑色、绿色、橙色、红色、蓝色和紫色，分别可在不同的温度时变色，而后者的变色范围较变色龙t高。但是目前的热敏变色的温度反应较慢，变色次数有限，导致使用范围受限。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种热敏变色聚乙烯纤维的制备方法，其温度反应较快，变色效果明显，变色次数可达10000次以上，没有热敏剂的团聚现象，纤维细度可达32公支以上。本发明的内容为一种热敏变色聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：1)将超高分子量聚乙烯树脂和去离子水混合，控制温度为42-52℃，溶胀，溶胀完成后，将温度调节至70-90℃之间，搅拌，完全溶解后加入热敏剂，升温至100-110℃，搅拌，得到热敏变色聚乙烯溶液；2)将热敏变色聚乙烯溶液降温至70-80℃，脱水，过滤，脱泡处理，得到纺丝预溶液，然后进行喷丝，牵引，通过三个凝固浴，烘干，拉伸，得到热敏变色聚乙烯纤维。步骤1)中，聚乙烯树脂和去离子水的重量比为1:5.2。步骤1)中，溶胀时间为10-11h。步骤1)中，溶胀后的搅拌时间为4-5h。步骤1)中，热敏剂为聚丙二醇和聚有机硅氧烷的混合物。聚丙二醇的分子量在1000-1200之间，聚有机硅氧烷是甲基二苯基硅氧/三甲基硅氧/二甲基硅氧三者之一，或三者中两两结合，或三者结合，聚丙二醇和聚有机硅氧烷的重量比为5：1。步骤1)中，热敏剂和超高分子量聚乙烯树脂的重量为1:9或1:10。步骤1)中，加入热敏剂后的搅拌时间为1-1.5h。步骤2)中，牵伸的方法为将其通过由三对牵伸辊组成的牵引区，其中，纺丝速度：第一牵伸速度：第二牵伸速度：第三牵伸速度＝1:1.12:1.25:1.39。步骤2)中，三个凝固浴的温度分别为：35℃，55℃和65℃。步骤2)中，烘干温度为90℃；拉伸速度比为1:1.5，温度为50-55℃。本发明的有益效果为，1.温度反应较快，变色效果明显，变色次数可达10000次以上。2.没有热敏剂的团聚现象，纤维细度可达32公支以上。具体实施方式实施例1一种热敏变色聚乙烯纤维的制备方法，包括：1、热敏变色聚乙烯溶液的制备：称取超高分子量聚乙烯树脂和去离子水，重量比为：超高分子量聚乙烯树脂：去离子水＝1：5.2，置于溶胀釜中，将温度控制在42-52℃之间，溶胀10-11h，溶胀阶段完成后，温度区间在70-90℃之间，用搅拌器搅拌4-5h。使其完全溶解，溶解完全后加入热敏剂，(热敏剂重量：超高分子量聚乙烯树脂重量＝1:9)，升温到100℃，搅拌1.5h，直至溶液均匀；聚丙二醇的分子量在1000-1200之间，聚有机硅氧烷为甲基二苯基硅氧，聚丙二醇和聚有机硅氧烷的重量比为5：1。2、热敏变色超高分子量聚乙烯纤维的制备：首先对纺丝溶液进行降温，溶液温度为70-80℃之间；之后经过脱水、过滤和脱泡处理，得到的纺丝预溶液；再由传送装置送至喷丝板，喷丝板尺寸和规格自行设计，纺丝原液以一定的喷出速度喷出，先由皮带牵引进入牵伸区，牵伸区由三对牵伸辊组成，(纺丝速度：第一牵伸速度：第二牵伸速度：第三牵伸速度＝1:1.12:1.25:1.39)，然后通过第一凝固浴(温度为35℃，时间为1min)，第二凝固浴(温度为55℃，时间为1min)，第三凝固浴(温度为65℃，时间为1min)，再将所得的纤维通过于90c烘道中烘干5min，之后进行热拉伸，速比为1:1.5，温度为50-55℃，最后进行卷绕就得到热敏变色聚乙烯纤维。对比例1和实施例1相比，区别在于：1热敏变色聚乙烯溶液的制备区别在于，对比例1直接将超高分子量聚乙烯树脂、去离子水、热敏剂混合，在100℃条件下搅拌1.5h，直至溶液均匀，超高分子量聚乙烯树脂、去离子水、热敏剂的重量同实施例1。其他步骤同实施例1。对比例2对比例2和实施例1相比，区别在于：2热敏变色超高分子量聚乙烯纤维的制备，对比例2中，只有一个牵伸辊，纺丝速度：牵伸速度为：1:1.25，通过一个凝固浴，温度为55℃，时间为3min。其他步骤同实施例1。实验例1将实施例1、对比例1、对比例2的三种方法制备的热敏变色聚乙烯纤维加热到50℃，让纤维完全变色后停止加热，放置在室温(25±1℃)通风条件下，让其自然冷却，观察纤维变色的可逆性。颜色的变化用nh310色差仪中的b值来表征，记录复色时间来测试热敏变色纤维的变色灵敏度，并且记录可逆变色次数(直至变色性能丧失)，如表1所示。表1不同的热敏变色聚乙烯纤维的变色试验表纤维类别b值(变色前)b值(变色后)复色时间可逆变色次数实施例1-1.85-1.854.1211000次对比例1-1.93-1.435.411500次对比例2-2.11-1.746.181200次根据表中数据，可以看出实施例1的b值没有变化，证明可以完全逆变色，变色效果明显，变色速度快，可变色次数多。实施例1制得的热敏变色聚乙烯纤维较对比例1和对比例2制得的聚乙烯纤维，其表面更加光洁，热敏剂更加分散。当前第1页1 2 3 

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