[发明专利]具有热电效应的聚合物皮芯复合纤维及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种具有热电效应的聚合物皮芯复合纤维及其制备方法与应用。它是由聚合物皮层与热电母粒材料芯层组成；皮层与芯层的质量比为2:1至1:2；所述聚合物皮层为聚丙烯，聚酰胺6，聚酰胺66，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的一种；所述热电母粒材料芯层由碳纳米管或石墨烯、碲化铋、树脂三元组分组成。本发明采用石墨烯、碲化铋、高分子树脂为原料，通过熔融共混、固相力剪切等方法，一步实现石墨烯、碲化铋复合相的均匀分散。制备出热电母粒后，采用熔融复合纺丝技术，制备皮芯复合热电纤维材料。该纤维材料在热电转换领域有重要应用前景。可以制作成热电致冷器件置于织物及衣服内，温度可调实现温度舒适可调。

主权项

1.一种具有热电效应的聚合物皮芯复合纤维，其特征在于它是由聚合物皮层与热电母粒材料芯层组成；皮层与芯层的质量比为2:1至1:2；所述聚合物皮层为聚丙烯，聚酰胺6，聚酰胺66，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的一种；所述热电母粒材料芯层由碳纳米管或石墨烯、碲化铋、树脂三元组分组成，其中：碳纳米管或石墨烯组份的含量为5wt%‑30wt%；碲化铋组份的含量为20wt%‑50wt%；树脂组份的含量为20wt%‑75wt%；所述树脂组份为聚丙烯，聚酰胺6，聚酰胺66，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中的一种；所述具有热电效应的聚合物皮芯复合纤维的制备方法，按如下步骤进行：（1）称取碳纳米管或石墨烯、碲化铋混合后，在惰性气体保护下进行电磁粉碎后，再进行二次球磨，充分将二者进行分散，制备出30‑50μm碲化铋粉末，石墨烯层数控制为1‑2层；（2）称取树脂与将球磨所得粉体混合后，在惰性气体保护下，利用双螺杆共混机熔融共混，造粒，制备出热电母粒材料；（3）熔融复合纺丝工艺制备皮芯复合纤维：将聚合物皮层，热电母粒材料芯层，混合，控制不同皮芯比，制备出具备热电功能的皮芯复合纤维；其中熔融复合纺丝工艺参数为：纺丝温度：130‑270 ℃；螺杆转速：13r/min;皮层螺杆计量泵泵供量设置为：20 g/min；芯层螺杆计量泵设置速度为：20g/min；卷绕速度为100‑1000m/min‑1。