本發(fā)明屬于功能纖維，具體涉及一種一種基于宏量制備有機(jī)微納光熱共晶體材料的功能纖維紡絲制備方法。
背景技術(shù)：
1、有機(jī)光熱材料具有高效的光熱轉(zhuǎn)換效率，并且具備可裁剪的分子結(jié)構(gòu)、可低溫溶液處理和可調(diào)控的物理化學(xué)性能等特點(diǎn)。這些特性使得它們?cè)诘统杀尽⑤p薄、柔性光電器件領(lǐng)域具有重要的科研和商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。然而，基于單分子體系的有機(jī)光熱材料設(shè)計(jì)復(fù)雜，制備繁瑣，這給實(shí)際應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)(參見文獻(xiàn)：adv.sci.2023,10,2206830)。有機(jī)共晶因其獨(dú)特的分子排列方式和多組分間的協(xié)同效應(yīng)，能夠保留單一組分的屬性并獲得新穎的光電性質(zhì)(參見文獻(xiàn)：angew.chem.int.ed.2022,61,e202202571)。然而，具有高結(jié)晶度和規(guī)則形貌的有機(jī)光熱共晶材料產(chǎn)量極低，目前僅能實(shí)現(xiàn)毫克級(jí)別的合成，工業(yè)化連續(xù)性宏量制備困難(參見文獻(xiàn)：adv.mater.2019,31,1902328)。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)可宏量制備有機(jī)近紅外光熱共晶材料的方法迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述存在的技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：
2、本發(fā)明提出了一種有機(jī)近紅外光熱共晶材料的連續(xù)、宏量化制備方法及應(yīng)用。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的局限性，通過濕法紡絲來實(shí)現(xiàn)有機(jī)光熱材料從微觀到宏觀的轉(zhuǎn)變，成功克服了有機(jī)微納晶體難以連續(xù)宏量制備的困難。
3、本發(fā)明提供一種基于宏量制備有機(jī)微納光熱共晶體材料的功能纖維紡絲制備方法，包括如下步驟：
4、遴選具有π共軛結(jié)構(gòu)的稠環(huán)類小分子、四硫富瓦烯及其衍生物、聯(lián)苯胺類分子為電子給體，具有氰基、苯醌、苯酐結(jié)構(gòu)的有機(jī)共軛小分子為電子受體，以1:1～1:4的摩爾比準(zhǔn)確稱量電子給、受體，將其加入到合適的有機(jī)溶劑中進(jìn)行充分混合，得到濃度為0.1mmol/l～10mmol/l的電子給受體儲(chǔ)備液，再加入15～25wt％的聚合物，在常溫(25±5℃)、磁力攪拌條件下處理至聚氨酯完全溶解，得到濕法紡絲溶液；
5、優(yōu)選的，將所述紡絲液進(jìn)行濕法紡絲，通過調(diào)控濕法紡絲技術(shù)參數(shù)：牽伸比1：0.1～1：10，擠出速度1～20ml/h，針孔孔徑14～20g，凝固浴溫度5～50℃，實(shí)現(xiàn)有機(jī)光熱共晶材料在纖維成型過程的限域自組裝和宏量制備，構(gòu)筑基于有機(jī)光熱共晶材料的新型蓄熱纖維。
6、優(yōu)選的，本發(fā)明所述電子給體選自n,n-二甲基-2-萘胺，萘，苯并[c]菲，苯并[a]菲，菲，暈苯，三亞苯，苯并(a)蒽，7,12-二甲基苯并[a]蒽，蒽，1,12-苯并苝，苝，二苯并(a,h)芘，苯并[e]芘，苯并[a]芘，芘，二苯并噻吩，苯并[1,2-b:4,5-bˋ]二噻吩，苯并萘(1,2-d)噻唑，四硫富瓦烯，硫富瓦烯苯甲酸，四硫富瓦烯四苯甲醛，二苯并四硫富瓦烯，聯(lián)苯胺，3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺，n,n,n",n'-四甲基聯(lián)苯胺，4,4'-二碘-3,3'-二甲基聯(lián)苯，3,3'-二氨基聯(lián)苯胺或4,4'-二氨基-3,3'-二甲基聯(lián)苯。
7、優(yōu)選的，本發(fā)明所述電子受體選自鄰四氯苯醌，四氯苯醌，四氟對(duì)苯醌，四溴對(duì)苯醌，四碘苯醌，1,2,4,5-四氰基苯，7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷，2-氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷，2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對(duì)苯醌，2,5-二氟-7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷，2,3,5,6-四氟對(duì)苯二甲腈，四氯間苯二腈，4,5-二氯鄰苯二甲腈，3,4,5,6-四氟鄰苯二腈，苯酐，四溴鄰苯二甲酸酐，3,4,5,6-四氟苯酐或四氯苯二甲酸酐。
8、優(yōu)選的，所述的有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二氯甲烷、四氫呋喃和三氯甲烷中一種或其混合溶液。
9、優(yōu)選的，所述的紡絲液中，聚合物選自聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、熱塑型聚氨酯、水性聚氨酯、尼龍、腈綸、醋酸纖維素和錦綸中的一種或其混合物。
10、優(yōu)選的，所述的宏量制備方法，其凝固浴選自水、醇類、乙腈、中的一種或其混合溶劑，
11、優(yōu)選的，所述凝固浴還含有酸性或堿性添加劑。
12、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的凝固浴所選用的酸性添加劑為硫酸、硫酸鈉、鹽酸中的一種或多種混合物。
13、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的凝固浴所選用的堿性添加劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種或多種混合物。
14、本發(fā)明從分子結(jié)構(gòu)和能級(jí)匹配方面遴選出具有π-共軛分子結(jié)構(gòu)的稠環(huán)類小分子、四硫富瓦烯及其衍生物、聯(lián)苯胺類分子為電子給體，以具有氰基、苯醌、苯酐等結(jié)構(gòu)的有機(jī)共軛小分子為電子受體，通過紡絲化學(xué)策略實(shí)現(xiàn)了有機(jī)近紅外光熱共晶材料的原位生長(zhǎng)和連續(xù)化制備。在濕法紡絲的過程中，當(dāng)聚氨酯基底材料與凝固浴中的水接觸時(shí)，交聯(lián)形成纖維，同時(shí)，給體和受體原材料在電荷轉(zhuǎn)移作用力的驅(qū)動(dòng)下在纖維的表面和內(nèi)部原位生長(zhǎng)成有機(jī)微納共晶材料，隨著纖維連續(xù)成形并被纖維收集器收集，有機(jī)微納共晶材料也被連續(xù)化制備生產(chǎn)。
15、本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
16、(1)本發(fā)明基于共晶工程，采用有機(jī)給、受體材料，通過濕法紡絲工藝，在聚氨酯纖維的內(nèi)部和表面原位制備有機(jī)近紅外光熱共晶材料，避免了繁冗復(fù)雜的分子設(shè)計(jì)和合成過程。
17、(2)本發(fā)明提供了一種有機(jī)近紅外光熱共晶材料的連續(xù)、宏量化制備方法，克服了有機(jī)微納共晶產(chǎn)量低、無法工業(yè)化生產(chǎn)的困難。
1.一種基于宏量制備有機(jī)微納光熱共晶體材料的功能纖維紡絲制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述電子給體選自n,n-二甲基-2-萘胺，萘，苯并[c]菲，苯并[a]菲，菲，暈苯，三亞苯，苯并(a)蒽，7,12-二甲基苯并[a]蒽，
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述電子受體選自鄰四氯苯醌，四氯苯醌，四氟對(duì)苯醌，四溴對(duì)苯醌，四碘苯醌，1,2,4,5-四氰基苯，7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷，2-氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷，2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對(duì)苯醌，2,5-二氟-7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷，2,3,5,6-四氟對(duì)苯二甲腈，四氯間苯二腈，4,5-二氯鄰苯二甲腈，3,4,5,6-四氟鄰苯二腈，苯酐，四溴鄰苯二甲酸酐，3,4,5,6-四氟苯酐或四氯苯二甲酸酐。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二氯甲烷、四氫呋喃和三氯甲烷中一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述濕法紡絲溶液中，聚合物選自聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、熱塑型聚氨酯、水性聚氨酯、尼龍、腈綸、醋酸纖維素和錦綸中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，凝固浴選自水、醇類和乙腈中的一種或其混合溶劑。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述凝固浴中還含有酸性添加劑或堿性添加劑。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述酸性添加劑選自硫酸、硫酸鈉和鹽酸中的一種或多種混合物。
9.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述堿性添加劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀和氨水中的一種或多種混合物。