纺丝原液原位合成相变材料微胶囊制备石蜡/PVA储能纤维

以聚乙烯醇(PVA)纺丝原液为分散介质, 常温相变材料RT27石蜡为芯材, 正硅酸乙酯(TEOS)为聚合单体形成SiO₂囊壳, 通过原位聚合直接制备含有石蜡微胶囊的PVA纺丝原液, 之后通过湿法纺丝制备石蜡/PVA储能纤维。通过正交实验优化, 结合粒径分布软件, 分析各因素对微胶囊粒径的影响, 选择适合纺丝的微胶囊合成条件。采用FTIR-ATR、SEM、EDS及TEM表征了纤维及微胶囊的化学成分及形态, 通过DSC、TGA表征了微胶囊的包覆率、纤维的储能性及热稳定性。结果表明: PVA纺丝原液中合成了SiO₂凝胶包裹的相变微胶囊, 其平均粒径为1.39 μm, 大小及分布适合纺丝。纤维相变焓值为45.39 J/g, 石蜡包裹率高达94.72%, 纺出纤维具有较高的储能性和较好的热稳定性。     

SWNTs/NMMO纺丝液的制备及其性能研究

为制备单壁碳纳米管(SWNTs)纤维,采用一定浓度N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液作为溶剂配制SWNTs/NMMO纺丝液,通过生物光学显微镜、傅立叶红外光谱仪和平板流变仪对SWNTs/NMMO纺丝液进行性能表征。结果表明:超声分散的SWNTs在浓度为85%的NMMO水溶液中产生有序定向排列;SWNTs/NMMO纺丝液在配制过程中,SWNTs和NMMO的基本性质未发生变化;在所选温度和剪切速率范围内,SWNTs/NMMO纺丝液为假塑性非牛顿流体,其表观粘度随温度和剪切速率的提高而降低;经过试纺可得到碳纳米管凝胶状纤维体,表明SWNTs/NMMO纺丝液具有良好的纺丝潜力。     

一种纤维用高分子型固-固相变材料的合成及性能

利用设计合成的八羟基化合物为支化单元,通过两步法合成出了一种相变储能材料。通过红外光谱(FT-IR)、偏光显微镜(POM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)对所制备的样品进行了测试表征。POM测试结果表明,所制备的相变材料的相变类型为固-固相变,具有与聚乙二醇(PEG)类似的球晶结构;DSC测试结果表明,该相变材料的相变焓值较高,吸放热焓值均达到了100J/g以上。而且由于八羟基化合物的特殊分子结构使得所制备的高分子相变材料的调温区间从PEG的65.90℃~34.20℃调整到55.20℃~25.10℃,更趋近相变纤维及其服饰面料的最佳使用温度区间。     

以N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂的纤维素氨基甲酸酯纤维与Lyocell纤维的比较

分别以纤维素氨基甲酸酯(CC)及纤维素为原料,采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,通过干湿法纺丝制备了CC纤维及Lyocell纤维,研究比较了不同原料/NMMO·H2O纺丝液的流变性能以及所纺制纤维的结构与性能。结果表明,2种纺丝液均表现出切力变稀的流变行为,且在相同条件下CC纺丝液的表观黏度低于Lyocell纺丝液,因此有利于高浓度CC纺丝液的制备。与Lyocell纤维相比,CC纤维的结晶度和取向度略低,导致CC纤维力学性能有所下降,但其抗原纤化性能明显优于Lyocell纤维。     

长余辉发光Lyocell纤维的制备与性能研究

通过采用不同偶联剂对长余辉发光粉末进行表面处理,比较其在NMMO水溶液中的沉降性变化,优选出合适的钛酸酯偶联剂以提高发光粉在NMMO水溶液中的分散稳定性,并采用干湿法纺丝,成功制备了长余辉绿色发光Lyocell纤维。结果表明,通过对发光粉的偶联剂处理,所得发光Lyocell纤维强度略有提高。随着发光粉含量的增加,纤维的热性能和结晶度有所降低,初始发光亮度提高。当发光粉含量>10%(质量分数)时,纤维的衰减时间常数迅速增大,余辉性能提高。     

荧光Lyocell纤维的制备和性能

通过共混方法将经预处理的荧光粉均匀分散在NMMO溶液中,采用Lyocell工艺通过干湿法纺丝成功制备了荧光Lyocell纤维,探讨了荧光粉用量对纺丝液流变性能及纤维的结构与性能的影响。结果表明,随着荧光粉用量的增加,Ly-ocell纺丝液的表观黏度先下降后上升,当荧光粉用量达到m(荧光粉)/m(纤维素)=3/100时,纺丝液的黏度呈最低值。此外,随着荧光粉用量的增加,纤维的荧光性能随之提高,但纤维内荧光颗粒的团聚现象逐渐加剧,导致纤维的力学强度和结晶度逐渐降低。     

CA-LA-MA-PA-SA/PAN/MWNTs-COOH相变复合纤维膜的结构与热性能

以脂肪酸五元低共熔物(CA-LA-MA-PA-SA)为固-液相变材料,以聚丙烯腈/羧基化多壁碳纳米管(PAN/MWNTs-COOH)复合纤维膜为支撑载体,其中PAN/MWNTs-COOH的质量比例为95/5和90/10,通过物理吸附法制备CA-LA-MA-PA-SA/PAN/MWNTs-COOH定形相变复合纤维膜。系统分析了复合纤维膜的形态结构、相变温度和焓值、储放热速率。SEM观察结果表明CA-LAMA-PA-SA五元低共熔物被成功地吸附到静电纺PAN/MWNTs-COOH复合纤维膜的多孔网络结构中。DSC测试结果表明制备的纤维膜的相变融化温度和焓值约为19℃和121～129kJ/kg。传热测试结果表明添加MWNTs-COOH后复合纤维膜的储热和放热效率得到显著提高。     

同轴静电纺丝制备低温相变纤维及其性能研究

选用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为纤维壳材,相变材料正十五烷(PCM)为芯材,利用同轴静电纺丝法成功制备了一系列不同包封率的低温相变纤维。通过扫描电镜、透射电镜、差式扫描量热仪、热重分析仪和红外热成像仪等手段对低温相变纤维进行表征。结果表明:相变纤维的熔融焓、结晶焓、正十五烷的包封率随着内相流速的增加而增加。当内相流速为500μL/h时,相变纤维的包封率达到最大值33.8%,其熔融焓和结晶焓分别为69.84和69.49J/g。该低温相变纤维具有良好的且可重复的隔热效果和调温性能,其热调节温度在10℃附近。研究结果为采用熔融同轴静电纺丝法制备新型的低温相变纤维材料提供了重要指导。     

相变微胶囊调温织物的制备及其热性能研究

为了研制一种具有蓄热调温功能的织物,采用原位聚合法制备了以正十八烷为芯材,以三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材的相变材料微胶囊。利用扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究微胶囊的表面形态和储热性能。采用干法涂层工艺将不同质量分数的相变微胶囊整理到丙纶SMS复合织物上,并对其进行外貌、热性能及蓄热调温性能测试。研究结果表明:相变微胶囊表面光滑平整,熔融热焓为228.1J/g。整理后的复合织物表面附着有微胶囊,织物的熔融热焓值随着整理液中微胶囊含量的增加而增大,且降温速率明显减缓,具有良好的蓄热调温功效。     

MWNTs／Lyocell复合纤维的制备及性能EI

将改性多壁碳纳米管(MWNTs)、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液及纤维素共混后制备了MWNTs/Lyocell复合纤维。采用X射线衍射仪(WAXD)、场发射扫描电镜(FSEM)、强度仪等分析了复合纤维的结构和性能。WAXD图谱显示:MWNTs已经混入到复合纤维的纤维素主体中,且未影响纤维素Ⅱ的晶型结构;FSEM及二维X射线衍射结果表明:复合纤维中,MWNTs分布均匀,且其沿纤维轴向的取向角随纺丝喷头拉伸比的增大而减小;对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWNTs可使复合纤维的力学性能改善。其中,质量分数为1%MWNTs的复合纤维的初始模量和强度分别比未添加碳纳米管的Lyocell纤维提高了42%和22%。     

含正十八烷微胶囊的储热调温膜性能

在聚丙烯腈-偏氯乙烯(PAN/VDC)共聚物中添加10-40wt%的正十八烷微胶囊制备储热调温膜。研究表明,相变材料微胶囊(MicroPCMs)能够很好地分散在共聚物膜中,正十八烷微胶囊含量为40wt%时,储热调温膜的储热量在30J/g左右,热焓效率约为56%。含30wt%MicroPCMs的膜较参比试样的最大温差可达4.6℃。在正十八烷微胶囊添加量不超过30wt%时,膜的拉伸断裂强度在2.2MPa以上,断裂伸长在1~2.5%。     

梳状相变聚合物为芯材的复合调温纤维的制备及热性能

通过自由基聚合方法成功制备的新型梳状相变聚合物-聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯（PC16E2AC）,其相变温度为35℃,十分接近人体温度。选取PC16E2AC为芯材,丙烯腈偏氯乙烯共聚物（P（AN-co-VDC））为皮材,利用同轴湿法纺丝工艺制备了一系列热焓值不同的PC16E2AC-P（AN-co-VDC）复合调温纤维,并对其形貌、结构和热性能进行了表征。结果表明：制备的PC16E2AC-P（AN-co-VDC）复合调温纤维直径均一,表面光滑,具有明显的皮芯结构。并且随着皮芯挤出比（S：C）的增加,皮材直径逐渐增大,芯材直径逐渐减小,复合调温纤维的断裂强度逐渐增大,热焓值也从23 J/g逐渐增加到57 J/g。此外,PC16E2AC-P（AN-co-VDC）复合调温纤维在低于220℃具有良好的热稳定性。300次的冷/热循环测试和24 h的抽提实验表明,该复合调温纤维具有良好的耐热循环稳定性和抗渗透性。值得注意的是,PC16E2AC-P（AN-co-VDC）复合调温纤维的相变温度始终在35℃左右,表明其有望用于智能纺织品领域。     

智能光敏变色储能调温微胶囊的制备与表征

以脂肪酸酯相变材料作为光敏变色材料的溶剂,并以二者为芯材,以密胺树脂为壁材,采用原位聚合法,制备了具有智能光敏变色和相变调温功能的微胶囊材料。以DSC、TGA、激光粒度分析仪、扫描电镜、电脑测色仪等对研究结果行进了表征。结果表明,制备的智能光敏变色相变调温微胶囊成型良好,表面光滑圆润,粒径约为3~4μm,粒径分布集中;智能调温功能明显,升降温相变温度分别为27.0和20.2℃,熔融相变焓为68.1J/g,凝固相变焓为86.2J/g,具有明显的光敏变色功能。     

偶联剂在荧光Lyocell纤维中的应用

采用钛酸酯偶联剂对荧光粉进行表面处理,再经物理共混制得荧光粉/Lyocell纺丝液,然后采用干湿法纺丝制备了荧光Lyocell纤维,用红外光谱仪、流变仪、荧光光谱仪及X射线衍射仪等分析了偶联剂处理前后荧光粉的结构、纺丝液的流变性能及纤维的结构与性能。研究表明,偶联剂在荧光粉表面发生了化学键的结合,经偶联剂处理后,荧光Lyocell纺丝液的表观黏度降低,纤维中荧光颗粒分散情况改善,纤维的荧光性能提高,拉伸强度提高约10%,但结晶度从55%降至48%。     

路面NiTi合金相变材料固溶处理及调温效果

NiTi合金相变材料试样经不同温度(400、500、600、700及800℃)保温不同时间(15、30、45及60min)后进行淬火处理,利用差示扫描量热仪测试其性能,研究不同固溶处理工艺对NiTi合金相变焓值、相变温度等性能的影响。将该NiTi合金相变材料作为功能组分,制备NiTi合金相变材料改性的沥青混合料,通过调温试验对比不同NiTi合金掺量的沥青混合料的调温效果。结果表明:固溶处理温度为400及500℃时NiTi合金的相变温度区间宽于600、700及800℃时的相变温度区间;该相变材料的马氏体转变与逆转变的焓值主要受处理温度影响,保温时间对焓值影响不大、对相变温度区间的影响规律相似;随着NiTi合金相变材料掺量的增加,调温效果越显著。     

耐盐耐洗涤剂海藻纤维的制备及性能

不耐盐和不耐洗涤剂一直是困扰海藻纤维制备的难题。针对这一问题文中采用四硼酸钠对海藻纤维进行改性,通过红外光谱、X射线衍射对改性海藻纤维进行了结构表征,并利用吸液量、纤维钙离子含量、纤维断裂强度、纤维和纺丝液微观形貌测试,研究了改性海藻纤维的耐盐、耐洗涤剂性能。结果表明,利用四硼酸钠对海藻纤维进行改性可以提高海藻纤维的交联程度和结晶度,从而降低生理盐水和洗涤剂中的钙钠离子交换对海藻纤维结构的破坏,有利于保持纤维形貌。经生理盐水和洗涤剂浸泡后,海藻纤维的吸液量仅为10.2%和10.1%,断裂强度损失仅为5.1%和9.0%,显著提升了海藻纤维的耐盐、耐洗涤剂性能。     

聚乙二醇改性相变微胶囊-木粉/高密度聚乙烯复合材料的制备与热性能

通过原位聚合法制备了以正十二烷醇(DA)为芯材,密胺树脂(MF)或聚乙二醇改性密胺树脂(PMF)为壁材的相变微胶囊DA@MF和DA@PMF,并将相变微胶囊添加到木粉/高密度聚乙烯复合材料(WF/HDPE)中,制备了具有相变蓄热能力的DA@MF-WF/HDPE和DA@PMF-WF/HDPE复合材料。采用DSC、TG和红外热成像等方法对DA@MF、DA@PMF和相变微胶囊-WF/HDPE的热性能进行了分析与表征。测试结果表明,DA@PMF的结晶和熔融热焓值分别提高了35.0J/g和21.5J/g,快速失重温度提高了19.9℃;蓄热能力测试表明,DA@PMF成功添加至WF/HDPE中,且在制备过程中损失较小;DA@PMF-WF/HDPE的相变温度(27.2、11.3℃)、相变潜热(31.6、20.3J/g)和热稳定性(256.9℃,DA开始失重)等性能表明其具备成为相变蓄热材料的潜力。     

纳米石墨粉改善定形相变复合纤维膜的储热和放热速率EI北大核心CSCD

采用静电纺丝法制备了负载不同含量纳米石墨粉(NG)的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸(CA-LA-MA)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-LA-MA/PAN/NG定形相变复合纤维膜。分别采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和传热测试装置对定形相变复合纤维膜的化学性能、形貌结构、储热性能、热能储存和释放速率进行深入分析。研究结果表明,CA-LA-MA三元低共熔物成功地被吸附到PAN基复合纤维膜中。制备的定形相变复合纤维膜的相变融化温度约为19℃,相变焓值约为114～131kJ/kg。由于添加了具有高导热系数的NG使定形相变复合纤维膜的热能储存和释放效率明显提高了43%和42%。     

纳米SiO_2改性相变储热微胶囊的制备及性能研究

以亲水型纳米SiO2粒子改性的三聚氰胺一甲醛树脂作为微胶囊壁材,以相变材料正十二醇为芯材,采用原.位聚合法,制备了纳米SiO2改性的相变储热微胶囊,研究了纳米SiO2粒子对微胶囊性能的影响,采用FTIR、DSC和SEM等方法进行了表征.结果表明,当壁材中加入适量的纳米SiO2时,纳米粒子在壁材里面分布均匀,微胶囊的相变焓提高,破损率降低,且纳米SiO2不会破坏预聚体的缩聚反应.当壁材中纳米SiO2质量分数为1%时,制备的微胶囊相变焓达148.7J/g,微胶囊破损率为23.1%.     

纳米石墨粉改善定形相变复合纤维膜的储热和放热速率

采用静电纺丝法制备了负载不同含量纳米石墨粉(NG)的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸(CA-LA-MA)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-LA-MA/PAN/NG定形相变复合纤维膜。分别采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和传热测试装置对定形相变复合纤维膜的化学性能、形貌结构、储热性能、热能储存和释放速率进行深入分析。研究结果表明,CA-LA-MA三元低共熔物成功地被吸附到PAN基复合纤维膜中。制备的定形相变复合纤维膜的相变融化温度约为19℃,相变焓值约为114～131kJ/kg。由于添加了具有高导热系数的NG使定形相变复合纤维膜的热能储存和释放效率明显提高了43%和42%。