[发明专利]一种温度响应型液晶纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种温度响应型液晶纤维的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。采用该方法制备的温度响应型液晶纤维不容易发生泄露液晶泄露流失导致颜色褪去，可以根据所使用的要求调节温度响应的范围，纤维能够随温度变化显示不同的颜色，并且具有色彩鲜艳，灵敏性高的特点。

技术领域

本发明涉及一种温度响应型液晶纤维的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。

背景技术

胆甾型液晶可对入射光实现Bragg选择性反射，从而在可见光照射下显示出亮丽的彩色，随着温度、压力、电场的变化可以显示不同颜色，变色可逆可重复、响应速度快，同时，胆甾相液晶的螺旋结构与生命体中蛋白质等大分子结构相似，具有生物可亲性优点，是一种安全和环保的功能材料。

目前，液晶的应用多集中在显示领域，在纺织品上的应用还较少。1974年，日本最早申请液晶类变色织物的专利，几年后，法国人将温致变色液晶涂覆在皮革上制成变色皮革。这类变色织物，是将液晶直接以涂层方式整理到织物上的，液晶主要存在与织物表层，这种液晶变色织物耐洗牢度低，手感不佳，光稳定性差。将液晶装载到纤维中具有手感好、耐洗涤性好和变色效果较持久等特点。但该项技术在近几十年才开始发展起来。2008年，Jan P.F.Lagerwall课题组利用同轴静电纺的方法，以向列相液晶为芯层，PVP/TiO2为皮层制备了具有皮芯结构的液晶纤维。Buyuktanir和West采用溶液静电纺的方法制备了一种光响应向列相液晶核-壳纤维，研究了液晶核的大小和在纤维中的分布对纤维热学和力学性能的影响。目前液晶纤维的研究多集中在向列相液晶上，对于胆甾相液晶的还较少。此外，液晶一般直接装载到纤维中，而液晶具有流动性，一旦纤维破损，液晶很容易泄露。

采用熔融法进行纺丝会破坏液晶微胶囊结构，导致液晶破坏和流失，造成不能显示颜色。

发明内容

本发明目的在于提供一种温度响应型液晶纤维的制备方法，采用液晶微胶囊作为温度响应材料，通过静电纺丝技术制备温度响应型液晶纤维，这种方法制备液晶纤维操作方便，液晶在纤维中不容易泄露。本发明制备的温度响应型液晶纤维够随温度变化显示不同的颜色，并且具有色彩鲜艳，灵敏性高的特点。

本发明的第一个目的是提供一种液晶纤维，所述液晶纤维的制备是将通过带负电荷的高分子聚合物和带正电荷的高分子聚合物按照电荷比例为1:1包覆胆甾型混合液晶制备而成的液晶微胶囊加入聚合物纺丝液中，然后通过静电纺丝装置进行纺丝制备液晶纤维。

在本发明的一种实施方式中，所述带负电荷的高分子聚合物是聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚乙烯磺酸、阴离子型聚丙烯酰胺或阴离子水性纳米聚氨酯。

在本发明的一种实施方式中，所述带正电荷的高分子聚合物是阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或聚季胺盐。

在本发明的一种实施方式中，所述带负电或带正电的高分子聚合物占总反应体系的质量分数1-10％。

在本发明的一种实施方式中，所选用的混合液晶为胆甾型液晶中的两种或多种，有胆固醇乙酸酯、胆固醇丙酸酯、胆甾醇正丁酸酯、胆固醇壬酸酯、胆甾醇油酸酯、胆甾烯基亚油酸酯、胆甾醇苯甲酸酯、胆甾醇肉桂酸酯、胆甾醇乙基碳酸酯，胆固醇油醇碳酸酯、胆甾烯基异硬脂酰基碳酸酯、胆甾烯基丁烯酸酯、胆甾烯基碳酸酯、氯化胆固醇。

在本发明的一种实施方式中，所述的混合液晶的混合方法是先将一定比例的液晶加热到全部溶解，搅拌1～3h后，降温到混合液晶出现颜色或浑浊后，再升温至恰好透明，恒温搅拌2～5h，即得混合液晶。