本發(fā)明涉及紡織材料領域，尤其涉及一種多孔皮芯復合纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，纖維廣泛的應用于紡織、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車、電子電器、安全防護、環(huán)境保護等領域，而隨著社會的進步，人民生活水平的提高，對纖維的差別化、功能化需要越來越高。皮芯復合纖維的產(chǎn)生促進了纖維差別化的發(fā)展，皮芯復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，市場上應用較為廣泛的皮芯結(jié)構(gòu)纖維為中空纖維，超細纖維，人造羊毛以及耐火纖維，由于皮芯纖維具有柔韌性強，力學性能優(yōu)，生產(chǎn)成本低等特點，研究者逐漸將皮芯纖維應用在電極材料，傳感器以及水處理等領域，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，無法較好地實現(xiàn)傳感，導電，吸附的功能。

技術(shù)實現(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合纖維及其制備方法，該皮芯復合纖維既具有較大的比表面積又具有較好的機械性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設計的技術(shù)方案是：

多孔皮芯復合纖維，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。

多孔皮芯復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復合纖維：

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合紡絲機中，熔融紡絲，皮層原料經(jīng)雙組份皮芯型復合紡絲機中的雙螺桿擠出，芯層原料經(jīng)雙組份皮芯型復合紡絲機中的單螺桿擠出，得到由芯層與皮層組成的皮芯復合纖維；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)制備多孔皮芯復合纖維：

將皮芯復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合纖維中皮芯兩層的復合效果更好，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)點在于：

1，本發(fā)明通過雙組份皮芯型復合紡絲機紡織皮芯結(jié)構(gòu)的復合纖維，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)增大了復合纖維的比表面積，芯層又可以提高復合纖維的強度，因此，與傳統(tǒng)的纖維相比，該多孔皮芯復合纖維既具有較大的比表面積又具有較好的機械性能。

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，該納米級的孔洞結(jié)構(gòu)可緊密吸附功能性物質(zhì)從而實現(xiàn)特殊的功能，如導電，親水，疏水，即可在特殊紡織面料，傳感，超級電容器等領域得到應用。

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)，當比例小于3:2時，經(jīng)共混擠出單向牽伸，會產(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)，當比例大于9:1時，外層形成的孔洞直徑太大，超過5000nm，影響多孔皮芯復合纖維的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多孔皮芯復合纖維的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的橫截面圖；

圖3為實施例1～4中步驟1)得到的皮芯復合纖維的橫截面圖；

圖4為實施例4得到的多孔皮芯復合纖維的電鏡圖；

圖中各部件標號如下：芯層1、皮層2、多孔皮層3。

具體實施方式

為更好地理解本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖和具體實例對發(fā)明進行詳細的說明。

實施例1

多孔皮芯復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復合纖維：

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

2)制備多孔皮芯復合纖維：

將皮芯復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，得到多孔皮芯復合纖維(如圖2)。

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

實施例2

多孔皮芯復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復合纖維：

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

2)制備多孔皮芯復合纖維：

將皮芯復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，得到多孔皮芯復合纖維(如圖2)。

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

實施例3

多孔皮芯復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復合纖維：

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

2)制備多孔皮芯復合纖維：

將皮芯復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，得到多孔皮芯復合纖維(如圖2)。

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

實施例4

多孔皮芯復合纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)制備皮芯復合纖維：

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

2)制備多孔皮芯復合纖維：

將皮芯復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，得到多孔皮芯復合纖維(如圖2)。

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

本實施例4得到的多孔皮芯復合纖維的電鏡圖如圖4所示。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(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，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。