本申請屬于高分子材料制備，尤其涉及一種聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿及其制備方法與應用。

背景技術：

1、聚醚酰亞胺是一種分子結構中含有酰亞胺環和醚鍵的無定形聚合物，在高溫下不軟化、不收縮、保溫性能穩定，同時具有優異的本征阻燃性，在200°c以上仍能保持形狀和較好的阻燃性能，滿足高溫環境下的防火需求。其燃燒時釋放的煙霧和有毒氣體的毒性顯著低于常見的pvc、abs等材料，是一種性能優異的阻燃和隔熱材料。但其脆性高、成型加工難度大、且缺乏多孔材料的柔韌性，這限制了在柔性隔熱阻燃領域的應用，無法滿足一些對材料柔性有較高要求的場景。因此，需要開發綜合性能優異的材料以提高柔性隔熱阻燃領域的應用。

2、為解決這一問題，現有專利通常將其和其他材料復合以提高其性能，例如，申請公布號為cn103361832a的現有技術公開了一種聚醚酰亞胺與阻燃粘膠的混紡織物，阻燃粘膠纖維由阻燃劑和粘膠溶液經濕法紡絲噴絲工藝制得，該織物具有良好的阻燃性能。

3、但是該混紡織物存在以下問題：（1）該織物需要先合成阻燃粘膠纖維，再與聚醚酰亞胺纖維混紡得到，制備工藝包含多個復雜步驟，生產成本較高。（2）濕法紡絲溶液回收困難，損耗率較高。（3）兩種纖維之間不具備強界面結合作用，隔熱性能差。（4）需額外的阻燃劑負載，不符合綠色化學趨勢。（5）該織物彈性較低，僅可作為表面覆蓋材料應用，無法應用于防護穿戴材料的隔熱夾層。

技術實現思路

1、本申請公開了一種聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿及其制備方法與應用，旨在解決現有制成的聚醚酰亞胺纖維的回彈性差、保溫隔熱性能差的技術問題。

2、為了實現上述目的，本申請的技術方案是：

3、本申請的第一方面提供了一種聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿，包括：聚醚酰亞胺微米纖維和聚氨酯納米纖維；

4、所述聚氨酯納米纖維填充于聚醚酰亞胺微米纖維骨架中，形成三維交聯網絡結構的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿。

5、結合第一方面優選地，所述聚醚酰亞胺微米纖維的直徑為1-3?μm?。

6、結合第一方面優選地，所述聚氨酯納米纖維的直徑為100-?500?nm?。

7、本申請的第二方面提供了第一方面所述所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，所述制備方法包括：

8、將聚醚酰亞胺溶解于第一有機溶劑中，加入交聯劑，得到聚醚酰亞胺紡絲液；

9、將聚氨酯溶解于第二有機溶劑中，得到聚氨酯紡絲液；

10、將所述聚醚酰亞胺紡絲液和聚氨酯紡絲液經多噴嘴共混靜電紡絲工藝后，進行熱處理，即得所述聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿；

11、其中，所述第一有機溶劑和第二有機溶劑相同或不同。

12、結合第二方面優選地，所述交聯劑為氮丙啶、雙馬來酰亞胺和京尼平中的一種。

13、結合第二方面優選地，所述聚醚酰亞胺紡絲液的固含量為18%-26%；

14、所述聚氨酯紡絲液的固含量為18%-24%；

15、所述聚醚酰亞胺紡絲液與聚氨酯紡絲液的體積比為（1-3）：1。

16、結合第二方面優選地，所述交聯劑的加入量為聚醚酰亞胺質量的1.5%-3%。

17、結合第二方面優選地，所述第一有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種；

18、所述第二有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。

19、結合第二方面優選地，所述多噴嘴共混靜電紡絲工藝的參數為：紡絲電壓：20-30kv；紡絲溫度：25-35?℃；紡絲濕度：40%-65%；紡絲時間：3-8?h；注射器推進速度：0.05-0.2mm/min；注射器左右平移：40-120?mm；輥筒接收速度：20-50?r/min；接收距離：15-30?cm。

20、本申請的第三方面提供了第一方面所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿或第二方面所述制備方法制成的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿在服裝、建筑隔熱、防護穿戴領域中的應用。

21、與現有技術相比，本申請實施例的優點或有益效果至少包括：

22、本申請提供的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿，通過將聚氨酯納米纖維填充于聚醚酰亞胺微米纖維骨架中形成三維交聯網絡結構。一方面，聚醚酰亞胺微米纖維為纖維海綿提供了堅實的骨架支撐，聚氨酯納米纖維填充于聚醚酰亞胺微米纖維骨架中，通過纖維化增強界面結合力和交聯劑的協同作用，使其在較高溫度下保持穩定的物理和化學性質；另一方面，聚氨酯納米纖維摻雜在聚醚酰亞胺微米纖維的骨架中，減少了纖維海綿內部空隙，大幅提升了保溫隔熱性能，使得纖維海綿具有優異的阻燃保溫和柔軟回彈特性。

技術特征：

1.一種聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿，其特征在于，包括：聚醚酰亞胺微米纖維和聚氨酯納米纖維；

2.根據權利要求1所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿，其特征在于，所述聚醚酰亞胺微米纖維的直徑為1-3?μm?。

3.根據權利要求1所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿，其特征在于，所述聚氨酯納米纖維的直徑為100-500?nm?。

4.一種權利要求1-3任一所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

5.根據權利要求4所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，其特征在于，所述交聯劑為氮丙啶、雙馬來酰亞胺和京尼平中的一種。

6.根據權利要求4所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，其特征在于，所述聚醚酰亞胺紡絲液的固含量為18%-26%；

7.根據權利要求4所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，其特征在于，所述交聯劑的加入量為聚醚酰亞胺質量的1.5%-3%。

8.根據權利要求4所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，其特征在于，所述第一有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種；

9.根據權利要求4所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿的制備方法，其特征在于，所述多噴嘴共混靜電紡絲工藝的參數為：紡絲電壓：20-30?kv；紡絲溫度：25-35?℃；紡絲濕度：40%-65%；紡絲時間：3-8?h；注射器推進速度：0.05-0.2?mm/min；注射器左右平移：40-120mm；輥筒接收速度：20-50?r/min；接收距離：15-30?cm。

10.一種權利要求1-3任一所述的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿或權利要求4-9所述制備方法制成的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿在服裝、建筑隔熱、防護穿戴領域中的應用。

技術總結
本申請公開了一種聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿及其制備方法與應用，屬于高分子材料制備技術領域。本申請提供的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿，包括：聚醚酰亞胺微米纖維和聚氨酯納米纖維；所述聚氨酯納米纖維填充于聚醚酰亞胺微米纖維骨架中，形成三維交聯網絡結構的聚醚酰亞胺/聚氨酯纖維海綿。聚醚酰亞胺微米纖維可為纖維海綿提供堅實的骨架支撐，增強海綿的穩定性；聚氨酯納米纖維摻雜在聚醚酰亞胺微米纖維骨架中，可以減少其內部空隙，提高隔熱性能和彈性。該纖維海綿由靜電紡絲和多噴嘴共混技術一步成型得到，具有優異的熱穩定性、隔熱和阻燃性能，同時兼具良好的彈性，在服裝、建筑隔熱、防護穿戴領域中具有廣泛的應用前景。

技術研發人員：于有海,趙棟,楊帆,陳春海
受保護的技術使用者：東華大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28