本發(fā)明涉及紡織材料領(lǐng)域，尤其涉及一種多孔皮芯復(fù)合纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，纖維廣泛的應(yīng)用于紡織、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車、電子電器、安全防護(hù)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，而隨著社會(huì)的進(jìn)步，人民生活水平的提高，對(duì)纖維的差別化、功能化需要越來越高。皮芯復(fù)合纖維的產(chǎn)生促進(jìn)了纖維差別化的發(fā)展，皮芯復(fù)合纖維是由皮層和芯層兩種組分構(gòu)成，可以使纖維兼具皮層和芯層兩種材料的部分性能，賦予纖維更多性能組合。目前，市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的皮芯結(jié)構(gòu)纖維為中空纖維，超細(xì)纖維，人造羊毛以及耐火纖維，由于皮芯纖維具有柔韌性強(qiáng)，力學(xué)性能優(yōu)，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，研究者逐漸將皮芯纖維應(yīng)用在電極材料，傳感器以及水處理等領(lǐng)域，但是，傳統(tǒng)的皮芯結(jié)構(gòu)的纖維表面都是光滑平整的，存在比表面積小的缺點(diǎn)，無法較好地實(shí)現(xiàn)傳感，導(dǎo)電，吸附的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種多孔皮芯復(fù)合纖維及其制備方法，該皮芯復(fù)合纖維既具有較大的比表面積又具有較好的機(jī)械性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的技術(shù)方案是：

多孔皮芯復(fù)合纖維，包括芯層，它還包括包裹在芯層外表面的多孔皮層，所述多孔皮層上均勻分布有孔洞，所述孔洞的平均直徑為500～5000nm；所述芯層為聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一種，所述多孔皮層為聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一種；所述芯層的直徑為0.05～5mm。

作為優(yōu)選，所述多孔皮層與芯層為同一種材料。

多孔皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復(fù)合纖維：

稱取皮層原料：按質(zhì)量比，稱取皮層聚合物：醋酸丁酸纖維素為3:2～9:1，混合均勻得到皮層原料；

將皮層原料與芯層原料投入雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中，熔融紡絲，皮層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的雙螺桿擠出，芯層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的單螺桿擠出，得到由芯層與皮層組成的皮芯復(fù)合纖維；所述皮層聚合物為聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一種，所述芯層原料為聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一種；

2)制備多孔皮芯復(fù)合纖維：

將皮芯復(fù)合纖維浸泡在丙酮溶液中，利用丙酮萃取皮層中的醋酸丁酸纖維素后，皮層形成多孔皮層，干燥后，得到多孔皮芯復(fù)合纖維。

作為優(yōu)選，所述皮層原料與芯層原料的質(zhì)量比為1:4～4:1。

作為優(yōu)選，所述熔融紡絲的溫度為200～300℃。

作為優(yōu)選，所述芯層原料與皮層聚合物為同一種材料。芯層原料與皮層聚合物為同一種材料制得的多孔皮芯復(fù)合纖維中皮芯兩層的復(fù)合效果更好，貼附的更緊。

作為優(yōu)選，步驟2)得到的多孔皮芯復(fù)合纖維中芯層的直徑為0.05～5mm，多孔皮層上的孔洞的平均直徑為500～5000nm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1，本發(fā)明通過雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)紡織皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，而且皮層通過丙酮萃取醋酸丁酸纖維素后皮層表面形成孔洞結(jié)構(gòu)；皮層的孔洞結(jié)構(gòu)增大了復(fù)合纖維的比表面積，芯層又可以提高復(fù)合纖維的強(qiáng)度，因此，與傳統(tǒng)的纖維相比，該多孔皮芯復(fù)合纖維既具有較大的比表面積又具有較好的機(jī)械性能。

2，本發(fā)明利用醋酸丁酸纖維素與聚合物共混的方法實(shí)現(xiàn)外層多孔結(jié)構(gòu)，且外層形成孔洞的平均直徑為500～5000nm，納米級(jí)的孔洞結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的吸附特性，若經(jīng)過功能性物質(zhì)處理，該納米級(jí)的孔洞結(jié)構(gòu)可緊密吸附功能性物質(zhì)從而實(shí)現(xiàn)特殊的功能，如導(dǎo)電，親水，疏水，即可在特殊紡織面料，傳感，超級(jí)電容器等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

3，質(zhì)量比，皮層聚合物：醋酸丁酸纖維素為3:2～9:1，在這個(gè)范圍內(nèi)，醋酸丁酸纖維素被均與的分散在皮層聚合物中，并且不能形成連續(xù)相，當(dāng)通過丙酮將醋酸丁酸纖維素萃取后，外層表面形成孔洞結(jié)構(gòu)，當(dāng)比例小于3:2時(shí)，經(jīng)共混擠出單向牽伸，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)相的醋酸丁酸纖維素，經(jīng)丙酮萃取后形成納米纖維結(jié)構(gòu)而不能形成孔洞結(jié)構(gòu)，當(dāng)比例大于9:1時(shí)，外層形成的孔洞直徑太大，超過5000nm，影響多孔皮芯復(fù)合纖維的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多孔皮芯復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的橫截面圖；

圖3為實(shí)施例1～4中步驟1)得到的皮芯復(fù)合纖維的橫截面圖；

圖4為實(shí)施例4得到的多孔皮芯復(fù)合纖維的電鏡圖；

圖中各部件標(biāo)號(hào)如下：芯層1、皮層2、多孔皮層3。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

多孔皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復(fù)合纖維：

稱取皮層原料：按質(zhì)量比，稱取聚丙烯900g與醋酸丁酸纖維素100g，混合均勻得到皮層原料；

芯層原料：稱取聚丙烯1000g；

將皮層原料與芯層原料投入雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中，200℃熔融紡絲，皮層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的雙螺桿擠出，芯層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的單螺桿擠出，得到由芯層1與皮層2組成的皮芯復(fù)合纖維(如圖3所示)；

2)制備多孔皮芯復(fù)合纖維：

將皮芯復(fù)合纖維浸泡在丙酮溶液中，利用丙酮萃取皮層2中的醋酸丁酸纖維素后，皮層2形成多孔皮層3，干燥后，得到多孔皮芯復(fù)合纖維(如圖2)。

結(jié)合圖1所示，多孔皮芯復(fù)合纖維中的芯層1的直徑為1mm，多孔皮層3上孔洞的平均直徑為5000nm。

實(shí)施例2

多孔皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復(fù)合纖維：

稱取皮層原料：按質(zhì)量比，稱取聚乙烯600g與醋酸丁酸纖維素400g，混合均勻得到皮層原料；

芯層原料：稱取聚乙烯4000g；

將皮層原料與芯層原料投入雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中，250℃熔融紡絲，皮層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的雙螺桿擠出，芯層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的單螺桿擠出，得到由芯層1與皮層2組成的皮芯復(fù)合纖維(如圖3所示)；

2)制備多孔皮芯復(fù)合纖維：

將皮芯復(fù)合纖維浸泡在丙酮溶液中，利用丙酮萃取皮層2中的醋酸丁酸纖維素后，皮層2形成多孔皮層3，干燥后，得到多孔皮芯復(fù)合纖維(如圖2)。

結(jié)合圖1所示，多孔皮芯復(fù)合纖維中的芯層1的直徑為5mm，多孔皮層3上孔洞的平均直徑為500nm。

實(shí)施例3

多孔皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復(fù)合纖維：

稱取皮層原料：按質(zhì)量比，稱取聚酯800g與醋酸丁酸纖維素200g，混合均勻得到皮層混合物，將皮層混合物通過雙螺桿擠出得到皮層原料；

芯層原料：稱取聚酯250g；

將皮層原料與芯層原料投入雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中，300℃熔融紡絲，皮層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的雙螺桿擠出，芯層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的單螺桿擠出，得到由芯層1與皮層2組成的皮芯復(fù)合纖維(如圖3所示)；

2)制備多孔皮芯復(fù)合纖維：

將皮芯復(fù)合纖維浸泡在丙酮溶液中，利用丙酮萃取皮層2中的醋酸丁酸纖維素后，皮層2形成多孔皮層3，干燥后，得到多孔皮芯復(fù)合纖維(如圖2)。

結(jié)合圖1所示，多孔皮芯復(fù)合纖維中的芯層1的直徑為0.05mm，多孔皮層3上孔洞的平均直徑為1000nm。

實(shí)施例4

多孔皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復(fù)合纖維：

稱取皮層原料：按質(zhì)量比，稱取聚酰胺700g與醋酸丁酸纖維素300g，混合均勻得到皮層原料；

芯層原料：稱取聚酰胺2000g；

將皮層原料與芯層原料投入雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中，300℃熔融紡絲，皮層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的雙螺桿擠出，芯層原料經(jīng)雙組份皮芯型復(fù)合紡絲機(jī)中的單螺桿擠出，得到由芯層1與皮層2組成的皮芯復(fù)合纖維(如圖3所示)；

2)制備多孔皮芯復(fù)合纖維：

將皮芯復(fù)合纖維浸泡在丙酮溶液中，利用丙酮萃取皮層2中的醋酸丁酸纖維素后，皮層2形成多孔皮層3，干燥后，得到多孔皮芯復(fù)合纖維(如圖2)。

結(jié)合圖1所示，多孔皮芯復(fù)合纖維中的芯層1的直徑為2mm，多孔皮層3上孔洞的平均直徑為800nm。

本實(shí)施例4得到的多孔皮芯復(fù)合纖維的電鏡圖如圖4所示。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。