一种PVDF-HFP-TFELMs纤维编织体制备方法

专利2025-06-13  20


本发明涉及一种pvdf-hfp-tfe/lms纤维编织体制备方法,可用于人体热管理领域,属导热复合材料领域。


背景技术:

1、导热纤维是一种特殊的纤维材料,具有优异的导热性能,广泛应用于多个领域。这些纤维通常由高分子材料制成,如聚酰亚胺、聚苯乙烯等,通过特殊工艺使其具有良好的导热性能。首先,导热纤维的主要特点是其高导热性能。由于纤维本身的材料选择和结构设计,导热纤维能够有效传递热量,具有优异的导热系数。这使得它在需要高效散热或导热的场合特别受欢迎,例如电子器件、光纤通信设备等领域。其次,导热纤维还具有良好的机械性能和柔软性。它们可以根据不同的需求制成各种形状和尺寸,如纤维、薄膜或复合材料,适用于各种复杂的应用环境。同时,这些纤维通常具有良好的耐磨性和化学稳定性,能够在恶劣条件下长时间稳定运行。

2、在纤维材料领域,聚合物基体因其优良的柔韧性和舒适性,成为了智能穿戴设备中一种重要的选择。然而,单一的聚合物材料在热管理性能方面存在局限性。因此,将这些材料与具有优良热导性能的填料相结合,成为了改善热管理性能的一种有效途径。

3、随着智能科技的迅猛发展,可穿戴设备已经逐渐融入人们的日常生活中。这些设备不仅可以进行健康监测、运动追踪,还能提供各种实时数据反馈。然而,为了提升这些设备的使用体验和功能性,材料的性能至关重要。在众多材料特性中,热管理性能成为了可穿戴设备的关键因素之一。由于可穿戴设备常常直接接触皮肤,其热管理性能直接影响到用户的舒适度和设备的有效性。

4、因此,开发一种新型的纤维编织体,通过优化材料配比和编织工艺,以实现更高效的热管理,满足可穿戴设备的需求,是当前技术研究中的一个重要方向。


技术实现思路

1、本发明本发明基于同轴湿法纺丝技术,以聚偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯(pvdf-hfp-tfe)为鞘层,镓铟液态金属(egain,熔点为25℃,简写为lms)为芯层,制备得到了具有芯鞘结构的聚偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯/镓铟液态金属(pvdf-hfp-tfe/lms)纤维。pvdf-hfp-tfe/lms复合纤维具有良好的机械拉伸性能,热稳定性,压缩回弹性及导热性能,是一种理想的高导热芯鞘纤维材料。将纤维置于编织板上进行平纹编织得到pvdf-hfp-tfe/lms高导热纤维编织体。本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

2、一种pvdf-hfp-tfe/lms纤维编织体制备方法,包括下列步骤:

3、步骤1,pvdf-hfp-tfe溶液的制备

4、将pvdf-hfp-tfe溶解于甲基乙基酮(mek)中,制备得到pvdf-hfp-tfe纺丝原液。

5、步骤2,pvdf-hfp-tfe/lms纤维的制备

6、利用三轴针头制备pvdf-hfp-tfe/lms纤维,在喷丝头外层口注入去离子水,在喷丝头中层口注入步骤1得到的pvdf-hfp-tfe纺丝原液,喷丝头内层口注入液态金属(lms),pvdf-hfp-tfe/lms细流被挤出后与最外层的水流接触,之后进入凝固浴,析出纤维,形成pvdf-hfp-tfe/lms纤维。

7、步骤3,pvdf-hfp-tfe/lms纤维编织体的制备

8、将制备得到的pvdf-hfp-tfe/lms纤维进行编织,制得具有网状结构的pvdf-hfp-tfe/lms纤维编织体。

9、1.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤1中,制备得到浓度为300-400mg/ml的pvdf-hfp-tfe溶液。

10、2.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤1中,制备得到浓度为360mg/ml的pvdf-hfp-tfe溶液。

11、3.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤2中,纺丝的整体速度为0.8-1.2cm s-1,最外层去离子水的流量控制在1.6-2.4ml min-1,中层pvdf-hfp-tfe纺丝原液的流量控制在1.6-2.4ml min-1,而lms流量则控制在在1.0~2.0ml min-1之间。

12、4.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤2中,在水中进行凝固浴,经过干燥而形成pvdf-hfp-tfe/lms纤维。

13、5.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤2中,在硅油中进行凝固浴,形成pvdf-hfp-tfe/lms纤维。

14、6.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,所述液态金属(lms)为镓铟液态金属(lms)。

15、本发明将高导热高回弹pvdf-hfp-tfe/lms纤维进行编织得到了具有网状结构的pvdf-hfp-tfe/lms纤维编织体,其沿平面方向的导热系数为9.0wm-1k-1,而垂直于编织体的方向的导热系数为6.0w m-1k-1,具有良好的柔弹性,可以较好的契合人体皮肤,预期可用于人体热管理等领域。



技术特征:

1.一种pvdf-hfp-tfe/lms纤维编织体制备方法,包括下列步骤:

2.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤1中,制备得到浓度为300-400mg/ml的pvdf-hfp-tfe溶液。

3.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤1中,制备得到浓度为360mg/ml的pvdf-hfp-tfe溶液。

4.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤2中,纺丝的整体速度为0.8-1.2cm s-1,最外层去离子水的流量控制在1.6-2.4ml min-1,中层pvdf-hfp-tfe纺丝原液的流量控制在1.6-2.4ml min-1,而lms流量则控制在在1.0~2.0ml min-1之间。

5.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤2中,在水中进行凝固浴,经过干燥而形成pvdf-hfp-tfe/lms纤维。

6.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,步骤2中,在硅油中进行凝固浴,形成pvdf-hfp-tfe/lms纤维。

7.根据权利要求1所述的纤维编织体制备方法,其特征在于,所述液态金属(lms)为镓铟液态金属(lms)。


技术总结
本发明涉及一种PVDF‑HFP‑TFE/LMs纤维编织体制备方法,包括下列步骤:PVDF‑HFP‑TFE溶液的制备:将PVDF‑HFP‑TFE溶解于甲基乙基酮(MEK)中,制备得到PVDF‑HFP‑TFE纺丝原液。PVDF‑HFP‑TFE/LMs纤维的制备:利用三轴针头制备PVDF‑HFP‑TFE/LMs纤维,在喷丝头外层口注入去离子水,在喷丝头中层口注入PVDF‑HFP‑TFE纺丝原液,喷丝头内层口注入液态金属,PVDF‑HFP‑TFE/LMs细流被挤出后与最外层的水流接触,之后进入凝固浴,形成PVDF‑HFP‑TFE/LMs纤维。PVDF‑HFP‑TFE/LMs纤维编织体的制备。

技术研发人员:俞慧涛,孙湛,封伟
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-25312.html