一種光纖針織物及其編織工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用光纖發(fā)光的編織物及其編織工
-H-
O
【背景技術(shù)】
[0002]塑料光纖是由折射率不同的塑料分別構(gòu)成芯包同心圓柱體的導(dǎo)光纖維。用作光纖的塑料必需是那些具有極好光學(xué)性能的塑料，通常以高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作為芯層材料，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟樹脂和聚甲基丙烯酸甲酯作為皮層材料。
[0003]光纖發(fā)光針織物是以光纖彎曲側(cè)發(fā)光原理，將光纖以紗線的形式織入織物，從而形成具有發(fā)光效果的織物，在室內(nèi)裝潢、舞臺服裝、輔助照明、醫(yī)療保護等領(lǐng)域具有很廣泛的應(yīng)用。與其他的針織物組織相比較，機織物以其織造簡單、損傷較小成為目前發(fā)光織物的研究主體。由于針織物成圈過程中，線圈在織針上位置的變化，導(dǎo)致新線圈紗線量有所增加，因此，紗線的延展性是決定其是否能編織成圈的關(guān)鍵因素。然而塑料光纖存在延展性較差的缺陷成為光纖針織物發(fā)展的桎梏，致使光纖在針織物領(lǐng)域發(fā)展緩慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明公開了一種塑料光纖，以及利用所述塑料光纖進行針織物編織的工藝。
[0005]本發(fā)明中涉及的塑料光纖是由含砸化鎘量子點的纖芯粒子與含納米二氧化硅的包層粒子通過雙機頭擠出法得到的直徑為0.25mm?0.35mm的芯包結(jié)構(gòu)塑料光纖，即利用兩臺沖擊式擠出機，其中一臺垂直放置，用于擠出內(nèi)芯層，另一臺擠出機水平放置用于擠出外芯層，加熱后經(jīng)過一個共擠模頭，后經(jīng)過冷卻、牽引、卷曲等步驟完成，所述纖芯直徑為
0.16mm?0.20mm，所述纖芯折射率為1.53?1.56，所述包層折射率為1.44?1.47 ;
[0006]其中，所述纖芯粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚碳酸酯40?60、聚二甲基硅氧烷20?40、砸化鎘量子點0.05?0.1、熱塑性聚酯彈性體5?15、助劑3?8、光引發(fā)劑I?2。
[0007]聚碳酸酯和聚二甲基硅氧烷為光纖塑料纖芯的基材層，砸化鎘量子點摻入后，由于其量子尺寸效應(yīng)和光氧化效應(yīng)，塑料光纖的光強將會大大增強。
[0008]熱塑性聚酯彈性體(TPEE)是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物，其中聚醚軟段和未結(jié)晶的聚酯形成無定形相聚酯硬段部分結(jié)晶形成結(jié)晶微區(qū)，起物理交聯(lián)點的作用，TPEE具有橡膠的彈性和工程塑料的強度；軟段賦予它彈性，使它像橡膠；硬段賦予它加工性能，使它像塑料；與橡膠相比，它具有更好的加工性能和更長的使用壽命；與工程料相比，同樣具有強度高的特點，而柔韌性和動態(tài)力學(xué)性能更好，TPEE的加入改善了以聚碳酸酯和聚甲基硅氧烷為光纖塑料基底材料的延展性。
[0009]所述包層粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚烯烴彈性體5?15、丙烯酸八氟戊酯10?12、四氟乙烯40?60、三氟丙基三甲氧基硅烷3?5、3_甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷2?4、4-羥基二苯甲酮I?2、納米二氧化硅2?5，納米二氧化硅改性的包層塑料光纖，具有抗撓曲性強、耐磨損性好、抗沖擊性強的特點。
[0010]作為優(yōu)選方式，所述纖芯粒子的制備方法為在高速混合機中加入聚碳酸酯、聚二甲基娃氧燒、熱塑性聚酯彈性體，在6000rpm?9000rpm條件下攪拌5min?1min后，再向高速混合機中加入砸化鎘量子點、助劑和光引發(fā)劑，升溫至80°C?120后，繼續(xù)攪拌1min?20min得到預(yù)混物，將所述預(yù)混物擠壓至雙螺桿擠出機中進行熔融共混，設(shè)定螺桿一區(qū)溫度170°C?180°C、二區(qū)溫度180°C?190°C、三區(qū)溫度190°C?200°C，四區(qū)溫度200 0C?220 0C，五區(qū)溫度220 °C?230 °C，機頭溫度210 °C?230 °C ；螺桿轉(zhuǎn)速200rpm?220rpm，喂料速度2Hz?10Hz，機頭壓力:2MPa?lOMPa，擠出、冷卻、造粒得到纖芯粒子；
[0011]所述包層粒子優(yōu)選的制備方法為:將原料按份加至高速混合機中，攪拌5min?1min后，置于單螺桿擠出機中，設(shè)定擠出機溫度為80 °C?280 °C，切粒機轉(zhuǎn)速為2Hz-10.0Hz，喂料速度為 5Ηζ-10.0Hz，機頭壓力為 5MPa_10MPa。
[0012]所述砸化鎘量子點的較佳的制備方法為將6質(zhì)量份的氧化鎘粉末加至50質(zhì)量份的油酸和液體石蠟混合液中，加熱到180 °C?190 °C，溶解得到前驅(qū)體1，其中，油酸與液體石蠟的體積比為1: 4 ;將I質(zhì)量份的砸粉加至50質(zhì)量份的液體石蠟中，攪拌加熱至240°C，溶解得到前驅(qū)體2 ;將前驅(qū)體I和2混合均勻，反應(yīng)20min?30min后，移至甲醇和丙酮的混合液中進行猝滅、冷卻、靜置，離心收集下層沉淀產(chǎn)物，并用甲醇和丙酮反復(fù)清洗產(chǎn)物表面附著的油酸和液體石蠟得到砸化鎘量子點，并將其溶解于正丁烷溶液中，與其他原料配料時，以砸化錦量子點的重量記。
[0013]作為一種優(yōu)選實施方式，所述纖芯粒子原料中的助劑為3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，作為同時含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團的有機硅化合物，在加熱的條件下
3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中不飽鍵(-C = C-和-C = O-)會與上述幾種化合物的不飽和鍵如(-C = C-)進行接枝反應(yīng)，提高聚碳酸酯、聚甲基硅氧烷、砸化鎘量子點、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)之間的相容性，而且3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的硅烷會使整個體系具有更為優(yōu)異的彈性、拉伸性能，可彎曲度。
[0014]較佳的，所述光引發(fā)劑為二苯甲酮，當(dāng)然也可以選用甲基二苯甲酮二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮等系列其他光引發(fā)劑。
[0015]為了將本發(fā)明中性能優(yōu)異的塑料光纖真正應(yīng)用到針織物上，本發(fā)明還公開了一種利用所述塑料光纖進行針織物編織的工藝，具體步驟為:取上述任一實施方式中所得的塑料光纖作瑋線，棉/腈綸為90/10的混紡紗作經(jīng)線，采用5_的高亮度藍光LED燈作為光源，通過手搖橫機進行編織，所述手搖橫機的機速為40mm/s?80mm/s，所述手搖橫機的針織速度為機速的1/2?1/3，所述線密度為150-300Tex的混紡紗預(yù)先經(jīng)打蠟潤滑處理，在針織物兩端留出一定長度的塑料光纖，用于集束和切割處理，所述塑料光纖與LED光源電連接，編織得到針織物的規(guī)格參數(shù)為經(jīng)密度為220根/10cm、瑋密度為150?300根/10cm、厚度為
0.55mm ?0.75mm0
[0016]本發(fā)明通過對塑料光纖的配方和工藝進行改進，得到一種光強、延展性、柔韌性、抗撓曲性、耐磨損性、抗沖擊性都明顯改善，極大地推動了塑料光纖在針織物的發(fā)展。
【具體實施方式】
[0017]為了使本技術(shù)領(lǐng)域人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并使本發(fā)明的上述特征、目的及優(yōu)點更加清晰易懂，現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步解釋說明，應(yīng)當(dāng)指出的是，在此列出的所有實施例僅僅是說明性的，并不意味著對本發(fā)明范圍進行限定。
[0018]實施例1
[0019]本實施例所涉及的塑料光纖是由含砸化鎘量子點的纖芯粒子與含納米二氧化硅的包層粒子通過雙機頭擠出法得到的直徑為0.3mm的芯包結(jié)構(gòu)塑料光纖，即利用兩臺沖擊式擠出機，其中一臺垂直放置，用于擠出內(nèi)芯層，另一臺擠出機水平放置用于擠出外芯層，加熱后經(jīng)過一個共擠模頭，后經(jīng)過冷卻、牽引、卷曲等步驟完成，所述纖芯直徑為0.18_，所述纖芯折射率為1.56，所述包層折射率為1.47 ;
[0020]其中，所述纖芯粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚碳酸酯60、聚二甲基硅氧烷40、砸化鎘量子點0.1、熱塑性聚酯彈性體15、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷8、二苯甲酮2。
[0021]所述包層粒子是由下述重量配比的原料制成的粒子:聚烯烴彈性體15、丙烯酸八氟戊酯12、四氟乙烯60、三氟丙基三甲氧基硅烷5、3_甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷4、
4-羥基二苯甲酮2、納米二氧化硅5 ;
[0022]所述纖芯粒子的制備方法為在高速混合機中加入聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、熱塑性聚酯彈性體，在9000rpm條件下攪拌5min后，再向高速混合機中加入砸化鎘量子點、
3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和二苯甲酮，升溫至120°C后，繼續(xù)攪拌1min得到預(yù)混物，將所述預(yù)混物擠壓至雙螺桿擠出機中進行熔融共混，設(shè)定螺桿一區(qū)溫度180°C、二區(qū)溫度190°C、三區(qū)溫度200°C，四區(qū)溫度220°C，五區(qū)溫度230°C，機頭溫度230°C ;螺桿轉(zhuǎn)速220rpm，喂料速度10Hz，機頭壓力lOMPa，擠出、冷卻、造粒得到纖芯粒子；
[0023]所述包層粒子優(yōu)選的制備方法為:將原料按份加至高速混合機中，攪拌1min后，置于單螺桿擠出機中，設(shè)定擠出機溫度為280°C，切粒機轉(zhuǎn)速為10.0Hz，喂料速度為10.0Hz，機頭壓力為lOMPa。
[0024]所述砸化鎘量子點的較佳的制備方法為將6質(zhì)量份的氧化鎘粉末加至50質(zhì)量份的油酸和液體石蠟混合液中，加熱到190°C，溶解得到前驅(qū)體1，其中，油酸與液體石蠟的體積比為1: 4;將I質(zhì)量份的砸粉加至50質(zhì)量份的液體石蠟中，攪拌加熱至240°C，溶解得到前驅(qū)體2 ;將前驅(qū)體I和2混合均勻，反應(yīng)30min后，移至甲醇和丙酮的混合液中進行猝滅、冷卻、靜置，離心收集下層沉淀產(chǎn)物，并用甲醇和丙酮反復(fù)清洗產(chǎn)物表面附著的油酸和液體石蠟得到砸化鎘量子點，并將其溶解于正丁烷溶液中，與其他原料配料時，以砸化鎘量子點的重量記。
[0025]利用所述塑料光纖進行針織物編織的工藝，具體步驟為:取上述任一實施方式中所得的塑料光纖作瑋線，棉/腈綸為90/10的混紡紗作經(jīng)線，采用5_的高亮度藍光LED燈作為光源，通過手搖橫機進行編織，所述手搖橫機的機速為80mm/s，所述手搖橫機的針織速度為機速的1/3，所述線密度為300Tex的混紡紗預(yù)先經(jīng)打蠟潤滑處理，在針織物兩端留出一定長度的塑料光纖，用于集束和切割處理，所述塑料光纖與LED光源電連接，編織得到針織物的規(guī)格參數(shù)為經(jīng)密度為220根/10cm、瑋密度為300根/10cm、厚度為0.55mm。
[0026]其中，制得塑料光纖的彈性模量為27.8GPa、斷裂強度為265MPa、斷裂應(yīng)變?yōu)?.432%o
[0027]實施例2
[0028]本實施例所涉及的塑料光纖是由含砸化鎘量子點的纖芯粒子與含納米二氧化硅的包層粒子通過雙機頭擠出法得到的直徑為0.35mm的芯包結(jié)構(gòu)塑料光纖，所述纖芯直徑為0.20