保暖复合纤维及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及功能性纤维技术领域，尤其涉及一种保暖复合纤维及其制备方法与应用。

背景技术

保暖复合纤维通常为中空或者多孔纤维，其中空结构赋予了纤维良好的保暖性和蓬松性等特定性能。中空或者多孔纤维具有特殊的光泽、膨松性、耐污性、抗起球性，可以改善纤维的弹性和覆盖性。目前市场上多数的异形保暖纤维为多孔粗旦纤维，粗旦中空纤维就是在一根粗纤维中间设有多个空腔，由于粗纤维的柔软性能差，力学性能差，因此只适合制作床上用品，如中空保暖被、枕芯，而并不适合制作具有保暖效果的羽绒被、蚕丝被或者保暖衣物。

申请号为CN202210546809.9的专利公开了一种无源保暖多材料微结构纤维、织物及其制备方法，该无源保暖多材料微结构纤维，芯层的材料包括第一聚合物和保暖功能性材料，保暖功能性材料包括亲水性二氧化硅气凝胶颗粒等，该申请采用同轴湿法纺丝工艺结合冷冻干燥技术制备气凝胶纤维，在纤维芯层引入亲水性二氧化硅气凝胶颗粒等保暖功能性材料，使得在湿法纺丝过程中溶剂交换更容易进行，形成许多细长条的通道，纤维的截面最终得到放射状孔隙结构，并且纤维的孔隙结构不易塌陷。该方法的不足之处在于：制备过程中需要将得到的初纺纤维进行溶剂交换和冷冻干燥处理，工艺复杂，同时冷冻干燥是否完全会影响纤维的保暖效果；芯层的气凝胶如果泄露对人体存在安全隐患；所得保暖多材料微结构纤维性能有待提升。

有鉴于此，有必要设计一种改进的保暖复合纤维及其制备方法与应用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保暖复合纤维及其制备方法与应用，先将灯芯草粉末均匀分散于聚氨酯溶液中得到芯层溶液，接着配置含有二元混合溶剂的皮层聚氨酯溶液，利用同轴湿法纺丝制备保暖复合纤维，控制凝固浴的组成为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂，同时控制合适的牵伸比，所制备的保暖复合纤维质地轻盈，所含静止空气多，保暖效果强，透气性好，吸湿排汗，增加静止空气提升保暖，防风，环保的效果。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种保暖复合纤维的制备方法，包括如下步骤：

S1.将聚氨酯溶于有机溶剂中，得到聚氨酯溶液；接着向其中加入灯芯草粉末，混匀，得到预设浓度的芯层溶液；

S2.将聚氨酯溶于二元混合溶剂中，得到预设浓度的皮层溶液；

S3.利用同轴湿法纺丝制备保暖复合纤维。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，有机溶剂为DMF，所述聚氨酯溶液中聚氨酯的质量分数为5％-10％；所述芯层溶液中所述灯芯草粉末与聚氨酯的质量比为8:2-6:4。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述皮层溶液中聚氨酯的质量分数为12％-18％。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述二元混合溶剂为DMSO与DMAc的混合溶剂；DMSO与DMAc的质量比为1:1-1:2。

作为本发明的进一步改进，步骤S3具体为：将步骤S1制备的所述芯层溶液和步骤S2制备的所述皮层溶液注入湿法纺丝设备的同轴纺丝针头内并经过同轴纺丝针头挤出，接着在凝固浴中进行相置换、经牵伸、干燥得到所述保暖复合纤维。

作为本发明的进一步改进，所述凝固浴为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂；DMSO与DMAc的质量比为1:1，且DMSO与DMAc的质量和占所述混合溶剂总质量的3％-8％。

作为本发明的进一步改进，湿法纺丝的纺丝温度为15-30℃；牵伸比为1:1-1:1.5；干燥温度为60-100℃。

作为本发明的进一步改进，步骤S1制备芯层溶液和步骤S2制备皮层溶液均采用机械搅拌方式；所述机械搅拌的搅拌速率为700-900r/min，搅拌时间为80-100min。

本发明还提供了一种保暖复合纤维，采用上述任一项所述的保暖复合纤维的制备方法制备得到，包括防风皮层和保暖芯层。

本发明还提供了一种保暖复合纤维的应用，将上述的保暖复合纤维应用于保暖织物。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的保暖复合纤维的制备方法，先将灯芯草粉末均匀分散于聚氨酯溶液中得到芯层溶液，灯芯草粉末与聚氨酯形成初步的相互作用；接着配置含有二元混合溶剂的皮层聚氨酯溶液，不仅使聚氨酯更好地溶解，而且能够很好地控制后续凝固浴中的纤维的凝固速度，同时还能提高聚氨酯的力学性能，得到结构优异的皮芯纤维，皮芯纤维的皮层对芯层有更好的支撑和束缚作用，在皮芯纤维受到外力挤压时能维持纤维原本的形状(提高力学性能)，同时增加静止空气的含量以提升保暖效果；然后利用同轴湿法纺丝制备保暖复合纤维，控制凝固浴的组成为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂，使得芯层的溶剂和皮层的溶剂保持合适的扩散速率，进而使得芯层和皮层缓慢凝固，同时随着芯层和皮层溶剂的扩散，皮层和芯层进一步形成多孔结构，且芯层的聚氨酯和灯芯草的相互作用使得结构发生微调，聚氨酯的长分子链将灯芯草包裹，同时借助聚氨酯分子链之间的相互作用将不同的灯芯草粉末牢固粘合在一起，同时灯芯草表面和内部的基团与聚氨酯的活性基团形成氢键作用，进一步提高稳定性。另外，芯层的聚氨酯和皮层的聚氨酯分子之间进一步交联缠绕，使皮芯结构更为稳定。同时，通过对纤维进行牵伸，在合适的牵伸比下，纤维的微观结构进一步发生变化，最终通过干燥，得到结构稳定、孔隙丰富的保暖复合纤维。

(2)本发明提供的保暖复合纤维的制备方法，充分利用灯芯草的天然中空三维网络结构(多级孔结构)、孔隙率大、孔径微小、超大比表面积、天然可降解(环保)的优势，所制备的保暖复合纤维质地轻盈，所含静止空气多，保暖效果强，透气性好，吸湿排汗，增加静止空气提升保暖，防风，环保的效果。同时，芯层的灯芯草粉末的排列方式各不相同，使得多孔结构排列不规则，受到外力挤压时，空气不容易被排出，进一步提高保暖效果。充分利用灯芯草粉末的和较大的孔隙率以及超大的比表面积，所制备的保暖复合纤维具有保暖、透气、轻薄、防风、环保的优点。

(3)本发明提供的保暖复合纤维的制备方法，采用回收下脚料的灯芯草粉末，经济环保，且纤维的长度、细度可控性较好，能够广泛适应于保暖面料的加工，力学性能优异，保暖性能优异。再者，灯芯草本身对人体无害，更安全。

附图说明

图1为本发明制备的保暖复合纤维结构示意图。

附图标记

1-防风皮层；2-保暖芯层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明提供了一种保暖复合纤维的制备方法，包括如下步骤：

S1.制备芯层溶液：

将聚氨酯(TPU)加入DMF中，机械搅拌，搅拌速率为700-900r/min，搅拌时间为80-100min，使聚氨酯充分溶解，得到聚氨酯溶液。聚氨酯溶液中聚氨酯的质量分数为5％-10％。

接着向其中加入灯芯草粉末(灯芯草粉末中依然保持者灯芯草的三维多孔结构，不同的灯芯草粉末可能三维多孔结构有所不同)，混匀，得到预设浓度的芯层溶液。芯层溶液中灯芯草粉末与聚氨酯的质量比为8:2-6:4。灯芯草粉末的粒径为20-90μm。

该过程中，先配置聚氨酯溶液，再向其中加入灯芯草粉末，灯芯草粉末均匀分散于聚氨酯溶液中，同时聚氨酯分子链中的酯基和氨基等活性基团与灯芯草粉末表面和孔隙内部丰富的羟基相互作用，进一步使灯芯草粉末均匀、稳定地分散在聚氨酯溶液中。

S2.制备皮层溶液

将聚氨酯(TPU)加入DMSO与DMAc形成的二元混合溶剂中，机械搅拌，搅拌速率为700-900r/min，搅拌时间为80-100min，使聚氨酯充分溶解，得到预设浓度的皮层溶液。

二元混合溶剂中DMSO与DMAc的质量比为1:1-1:2，皮层溶液中聚氨酯的质量分数为12％-18％。

该过程中，使用二元混合体系溶解聚氨酯，一方面使得聚氨酯更好地溶解，另一方面，能够改善后续在凝固浴中的纤维的凝固速度，得到结构优异的纤维。

S3.制备保暖复合纤维：

利用同轴湿法纺丝制备保暖复合纤维。具体来讲，将步骤S1制备的芯层溶液和步骤S2制备的皮层溶液注入湿法纺丝设备的同轴纺丝针头内并经过同轴纺丝针头挤出，接着在凝固浴中进行相置换、经牵伸、干燥得到所述保暖复合纤维。

其中，凝固浴为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂；DMSO与DMAc的质量比为1:1，且DMSO与DMAc的质量和占混合溶剂总质量的3％-8％。湿法纺丝的纺丝温度为15-30℃；牵伸比为1:1-1:1.5；干燥温度为60-100℃。

该过程中，利用同轴纺丝，制备皮芯结构的纤维。同时，控制凝固浴的组成为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂，使得芯层的溶剂和皮层的溶剂保持合适的扩散速率，进而使得芯层和皮层缓慢凝固，避免了芯层溶剂无法充分扩散的弊端。随着芯层和皮层溶剂的扩散，芯层的聚氨酯和灯芯草的结构发生微调，聚氨酯的长分子链将灯芯草包裹，同时借助聚氨酯分子链之间的相互作用将不同的灯芯草粉末牢固粘合在一起，同时灯芯草表面和内部的基团与聚氨酯的活性基团相互键合，进一步提高稳定性。与此同时，芯层的聚氨酯和皮层的聚氨酯分子之间进一步缠绕，使皮芯结构更为稳定。

同时，通过对进行牵伸，在合适的牵伸比下，纤维的微观结构进一步发生变化，最终通过干燥，得到结构稳定、孔隙丰富的保暖复合纤维。

本发明还提供了一种保暖复合纤维，采用上述的保暖复合纤维的制备方法制备得到。如图1所示，该保暖复合纤维包括防风皮层1和保暖芯层2。防风皮层1不仅起到防风作用，同时为保暖芯层2提供支撑骨架，将保暖芯层2更好地束缚，同时防风皮层1和保暖芯层2的聚氨酯分子链之间的相互缠绕，进一步加固该结构。另外，保暖芯层2中的灯芯草粉末均分分散在芯层中，同时不同的灯芯草粉末的排列方式各不相同，使得多孔结构排列不规则，如此设置，相比于放射状的孔隙结构，排列方式各不相同的孔隙结构更容易将空气吸附在孔隙中，而不与外界发生空气交换，进一步提高保暖效果；同时皮层的二元溶剂体系与芯层的单一溶剂匹配，调控孔隙结构及聚氨酯与灯芯草粉末的排列方式，有利于提高复合纤维的力学性能和保暖性能。

本发明还提供了一种保暖复合纤维的应用，将上述的保暖复合纤维应用于保暖织物。

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种保暖复合纤维的制备方法，包括如下步骤：

S1.制备芯层溶液：

将聚氨酯(TPU)加入DMF中，机械搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为90min，使聚氨酯充分溶解，得到聚氨酯溶液。聚氨酯溶液中聚氨酯的质量分数为7.5％。

接着向其中加入灯芯草粉末，混匀，得到预设浓度的芯层溶液。芯层溶液中灯芯草粉末与聚氨酯的质量比为7:3。

S2.制备皮层溶液

将聚氨酯(TPU)加入DMSO与DMAc形成的二元混合溶剂中，机械搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为90min，使聚氨酯充分溶解，得到预设浓度的皮层溶液。

二元混合溶剂中DMSO与DMAc的质量比为1:1.5，皮层溶液中聚氨酯的质量分数为15％。

S3.制备保暖复合纤维：

将步骤S1制备的芯层溶液和步骤S2制备的皮层溶液注入湿法纺丝设备的同轴纺丝针头内并经过同轴纺丝针头挤出，接着在凝固浴中进行相置换、经牵伸、干燥得到所述保暖复合纤维。

其中，凝固浴为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂；DMSO与DMAc的质量比为1:1，且DMSO与DMAc的质量和占混合溶剂总质量的5％。湿法纺丝的纺丝温度为25℃；牵伸比为1:1.25；干燥温度为80℃。

实施例2-3及对比例1-2

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S1中，聚氨酯溶液中聚氨酯的质量分数不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例1-3及对比例1-2制备的保暖复合纤维进行性能测试，结果如表1所示：

拉伸强度指保暖复合纤维的拉伸强度，按照GB/T14344-2022标准测试。

拉伸应变指保暖复合纤维的拉伸应变，按照GB/T14344-2022标准测试。

导热率指保暖复合纤维的导热率，利用DRPL-II导热系数测试仪(瞬态热线法)测定。

灯芯草的热导率为60mW/(m·K)。

表1实施例1-3及对比例1-2制备的保暖复合纤维

由表1可知，在一定范围内，随着聚氨酯质量分数的增加(实施例1-3)，保暖复合纤维的拉伸强度和拉伸应变逐渐增加，热导率先下降后上升。这主要是因为聚氨酯质量分数的变化影响芯层溶液的粘度，进而影响芯层溶液中灯芯草的分散均匀性和聚氨酯与灯芯草的相互作用，当聚氨酯质量分数较为适中时，复合纤维芯层中的孔隙结构均匀，同时聚氨酯与灯芯草的相互作用均匀，使得复合纤维的保暖效果和力学性能较优。

随着聚氨酯质量分数的进一步增加(对比例2)，保暖复合纤维的拉伸强度变化基本趋于稳定，而热导率明显上升，说明其保暖效果明显较差。

当聚氨酯质量分数很低时(对比例1)，会阻碍聚氨酯大分子之间的缠绕与连续性，大幅度降低复合纤维的力学性能。

实施例4-5及对比例3-4

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S1中，芯层溶液中灯芯草粉末与聚氨酯的质量比不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例4-5及对比例3-4制备的保暖复合纤维进行性能测试，结果如表2所示：

表2实施例4-5及对比例3-4制备的保暖复合纤维

由表2可知，在一定范围内，随着芯层溶液中灯芯草粉末含量的增加(实施例1、4、5)，所得保暖复合纤维的拉伸强度和拉伸应变呈现逐渐减小的趋势，相应的热导率呈现先下降后有所增加的趋势。这主要是因为灯芯草粉末与聚氨酯的质量比的变化影响芯层溶液中灯芯草与聚氨酯的相互作用，进而影响芯层的结构和性能，当灯芯草粉末含量适中时，所得保暖复合纤维的性能整体较优。

随着芯层溶液中灯芯草粉末含量的进一步增加(对比例3)，聚氨酯无法将灯芯草充分包裹，进而影响芯层中不同的灯芯草粉末的相互结合的牢度，影响复合纤维的力学性能。

当灯芯草的含量很小时(对比例4)，复合纤维的多层次孔数量明显降低，复合纤维的热导率大幅度上升，保暖效果变差。

实施例6-7及对比例5-6

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S2中，皮层溶液中聚氨酯的质量分数不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例6-7及对比例5-6制备的保暖复合纤维进行性能测试，结果如表3所示：

表3实施例6-7及对比例5-6制备的保暖复合纤维

由表3可知，在一定范围内，随着皮层溶液中的聚氨酯质量分数的增加(实施例1、6、7)，保暖复合纤维的拉伸强度和拉伸应变呈现上升的趋势，热导率呈现先下降后上升的趋势。这主要是因为皮层溶液中聚氨酯质量分数的变化影响皮层结构的致密性和聚氨酯的相互缠绕，进而影响凝固浴与芯层溶液的双扩散，最终影响保暖复合纤维的性能。

当皮层的聚氨酯浓度过大时(对比例6)，皮层的致密化阻碍了凝固浴与芯层溶液的双扩散，不利于芯层多层次孔结构的形成。

当皮层的聚氨酯浓度过小时(对比例5)，皮层结构较为松散，影响对芯层的束缚和芯层与皮层的相互缠绕，力学性能较差。

实施例8-9及对比例7-10

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S2中，二元混合溶剂中DMSO与DMAc的质量比不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例8-9及对比例7-10制备的保暖复合纤维进行性能测试，结果如表4所示：

表4实施例8-9及对比例7-10制备的保暖复合纤维

由表4可知，二元混合溶剂中DMSO与DMAc合适的配比，有利于制备拉伸强度、拉伸应变和热导率优异的复合纤维。仅采用单一溶剂DMSO或者DMAc时，在相置换过程中，聚氨酯富相区中聚氨酯分子链的排列方式不同，使得所形成的复合纤维中的孔隙结构不均匀，降低了复合纤维的力学性能，同时，热导率升高导致保暖效果变差。

实施例10-11及对比例11-12

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，DMSO与DMAc的质量和占混合溶剂总质量的比例不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例10-11及对比例11-12制备的保暖复合纤维进行性能测试，结果如表5所示：

表5实施例10-11及对比例11-12制备的保暖复合纤维

由表5可知，随着凝固浴中DMSO与DMAc含量的增加，复合纤维的拉伸强度和拉伸应变呈现逐渐上升并趋于稳定的趋势，热导率呈现先下降后有所上升的趋势。这主要是因为凝固浴中DMSO与DMAc含量的增加，使得聚氨酯与凝固浴的相置换速度减缓，更利于聚氨酯复合纤维内部孔隙的结构调控，但当凝固浴中混合溶剂的含量过大时，复合纤维中孔隙分布的不均性增加，且孔隙量相对减少，使得复合纤维的热导率升高导致保暖效果变差。

实施例12-13及对比例13-14

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，纺丝温度不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例12-13及对比例13-14制备的保暖复合纤维，结果如表6所示：

表6实施例12-13及对比例13-14制备的保暖复合纤维

由表6可知，随着纺丝温度的升高，复合纤维的拉伸强度和拉伸应变呈现先上升后下降的趋势，热导率呈现先下降后上升的趋势。这是由于纺丝温度的变化，会影响纤维成型过程中的相置换过程，进而影响复合纤维内孔隙结构的调控，纺丝温度过高和过低，会加快或减慢成型过程中的相置换过程，均不利于复合纤维内孔隙结构的调控。

实施例14-15及对比例15-16

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，牵伸比不同，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。

将实施例14-15及对比例15-16制备的保暖复合纤维进行性能测试，结果如表6所示：

表7实施例14-15及对比例15-16制备的保暖复合纤维

由表7可知，随着牵伸比的增加，复合纤维的拉伸强度呈现先上升后下降的趋势，拉伸应变呈现逐渐下降的趋势，热导率呈现先下降后上升的趋势。这是由于牵伸比例越大，聚氨酯分子链与灯芯草粒子沿着轴向取向排列的趋势越明显，提高了复合纤维整体的拉伸强度，降低了拉伸应变，同时，复合纤维内的孔隙取向、孔的复杂联通性降低，复合纤维的热导率数值增大。

对比例17

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S1中，将聚氨酯和灯芯草粉末同时加入DMF中，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例17得到的保暖复合纤维的拉伸强度为6.0MPa，拉伸应变为402％，热导率为38mW/(m·K)，性能差于实施例1。这主要是因为将聚氨酯和灯芯草粉末同时加入DMF中，灯芯草粉末可能出现团聚现象，使芯层溶液的均匀性较差，进而影响保暖复合纤维及其织物的性能。

对比例18

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S2中，二元混合溶剂为DMSO与DMF，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例18得到的保暖复合纤维的拉伸强度为6.1MPa，拉伸应变为397％，热导率为40mW/(m·K)，性能差于实施例1。

对比例19

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S2中，二元混合溶剂为DMAc与DMF，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例19得到的保暖复合纤维的拉伸强度为5.9MPa，拉伸应变为390％，热导率为39mW/(m·K)，性能差于实施例1。对比例18-19说明只有合适种类的二元混合溶剂体系，才能更好地调控孔隙结构及聚氨酯与灯芯草粉末的排列方式，进而提高保暖复合纤维的性能。

对比例20

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，凝固浴仅为水，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例20得到的保暖复合纤维的拉伸强度为6.0MPa，拉伸应变为381％，热导率为44mW/(m·K)，性能差于实施例1。

对比例21

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，凝固浴为DMAc与水的混合溶剂，DMAc的质量和占混合溶剂总质量的5％，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例21得到的保暖复合纤维的拉伸强度为6.2MPa，拉伸应变为403％，热导率为37mW/(m·K)，性能差于实施例1。

对比例22

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，凝固浴为DMSO与水的混合溶剂，DMSO的质量和占混合溶剂总质量的5％，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例22得到的保暖复合纤维的拉伸强度为6.1MPa，拉伸应变为394％，热导率为36mW/(m·K)，性能差于实施例1。对比例20-22说明凝固浴种类的不同，影响聚氨酯与凝固浴的相置换速度，进而影响聚氨酯复合纤维内部孔隙的结构调控，最终影响保暖复合纤维的性能。

对比例23

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，将灯芯草换成亲水二氧化硅气凝胶，将未经过牵伸的纤维置于质量浓度为25％的叔丁醇溶液中，浸泡24h后将其放入-70℃环境中冷冻3h，然后放入冷冻干燥箱中冷冻干燥24h，即得保暖复合纤维；其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例23得到的保暖复合纤维的拉伸强度为5.3MPa，拉伸应变为350％，热导率为47mW/(m·K)，性能差于实施例1，说明特殊结构的灯芯草与聚氨酯之间的相互作用更有利于调控孔隙结构以及芯层和皮层中的排列方式，使得保暖复合纤维的性能更优。

对比例24

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，直接在灯芯草纤维表面涂覆聚氨酯层，确保芯层、皮层的厚度均与实施例1相同。对比例24得到的保暖复合纤维的拉伸强度为4.3MPa，拉伸应变为230％，热导率为64mW/(m·K)，性能差于实施例1，说明灯芯草粉末使得多级孔隙结构更加丰富，进而使得保暖复合纤维的性能更优。

对比例25

一种保暖复合纤维的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中，芯层溶液所用溶剂与皮层溶液所用溶剂相同，均为DMSO与DMAc形成的二元混合溶剂中，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。对比例25得到的保暖复合纤维的拉伸强度为6.4MPa，拉伸应变为405％，热导率为69mW/(m·K)，性能差于实施例1。由此说明，需要皮层二元溶剂体系与芯层单一溶剂的相互匹配，才能更好调控孔隙结构及聚氨酯与灯芯草粉末的排列方式，提高复合纤维的性能。

综上所述，本发明提供的保暖复合纤维及其制备方法与应用，先将灯芯草粉末均匀分散于聚氨酯溶液中得到芯层溶液，接着配置含有二元混合溶剂的皮层聚氨酯溶液，利用同轴湿法纺丝制备保暖复合纤维，控制凝固浴的组成为DMSO、DMAc与水形成的混合溶剂，同时控制合适的牵伸比，所制备的保暖复合纤维质地轻盈，所含静止空气多，保暖效果强，透气性好，吸湿排汗，增加静止空气提升保暖，防风，环保的效果；采用回收下脚料的灯芯草粉末，经济环保，且纤维的长度、细度可控性较好，能够广泛适应于保暖面料的加工，力学性能优异，保暖性能优异。再者，灯芯草本身对人体无害，更安全。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。