本技术提供一种高强度形状记忆聚酯复合纤维及其制备方法，形状记忆聚酯包括:形状记忆聚酯基体：聚对苯二甲酸乙二醇酯‑1,4‑环己烷二甲醇酯；增强相：玻璃纤维改性的聚酰胺；其中，形状记忆聚酯基体与增强相的质量比为25:1~7:3。本发明采用玻璃纤维改性的聚酰胺作为增强相，从而改善形状记忆聚酯基体与聚酰胺的相容性及界面结合力，达到提高形状记忆聚酯的力学性能的目的。
背景技术
形状记忆聚酯是指具有形状记忆效应的聚酯类高分子材料。其形状记忆效应基于分子链的特殊结构和相转变特性，在一定的温度、应力等条件下，分子链能够发生可逆的构象变化或相转变，从而使材料表现出形状记忆功能。形状记忆聚酯具有质量轻、变形量大、弹性模量可调等优点，在航空航天、生物医疗、4D打印、纺织等领域展现出很高的应用价值。
杨科珂教授团队以衣康酸二甲酯、癸二酸二甲酯和1,4-丁二醇为原料合成了全生物基形状记忆共聚酯，并利用UV辅助FDM技术制造了肘部保护装置等。该研究不仅赋予了模型优异的形状记忆性能，还改善了其机械性能各向异性的问题，形状固定率和形状回复率值均超过90%。蒋瑞巧等人通过热引发剂引发聚己内酯自由基交联，再结合紫外光表面二次固化的协同作用，制备了一系列光引发剂添加量不同的聚己内酯形状记忆材料。研究表明，相较于热交联体系，结合紫外光表面二次固化后明显提高了材料的形状记忆性能和力学性能，当光引发剂质量分数为3%时，材料的形状记忆性能达到峰值，形状固定率和形状回复率分别由93.0%和91.4% 提升至99.5%和99.8%，拉伸强度和断裂伸长率也分别由42.5MPa和658.1% 提升至49.9MPa和805.0%。Ayesha Kausar等人对聚酯/富勒烯、聚酯/石墨烯和聚酯/碳纳米管形状记忆纳米复合材料进行了研究，发现不同纳米填料的加入会对形状记忆聚酯的性能产生显著影响。如聚乳酸/富勒烯体系呈现出电活性形状记忆效应，恢复时间＆lt;10s；含石墨烯纳米填料的热响应性聚酯纳米复合材料，其形状固定率为90~99%，形状回复率高达100%；含碳纳米管的形状记忆聚酯在20~40V电压下可产生电驱动，形状回复率为80~100%，形状固定率为80~90%，形状恢复时间为5~15s。
然而，形状记忆聚酯在纺织领域实际生产应用中，因其纺织用纤维力学性能不足，所以应用范围受到了很大限制，因此开展形状记忆聚酯纤维力学性能提升的研究具有重要意义。形状记忆聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，是一类性能优异、用途广泛的工程塑料，主要有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚芳酯等线型热塑性树脂。其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯作为传统的一种线型热塑性树脂，具有良好的成纤性和形状记忆性能，在纺织领域具有潜在的应用价值。但是聚对苯二甲酸乙二醇酯的纤维抗拉强度只有48MPa左右，在织造牵伸过程中极易断裂。为了提高形状记忆聚酯纤维的力学性能，使其在纺织领域得到广泛的应用，高强度形状记忆聚酯复合纤维的制备与研发势在必行。目前，主要采用两种方式对形状记忆聚酯进行改性研究：一是采用化学改性法改变分子链结构，二是采用物理改性法改变分子的聚集状态，但这两种方法对力学性能提升的效果不明显。
实现思路