静电纺复合相变纤维的制备与热性能-论文.pdf

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1、第29卷第2期高分子材料科学与工程VoI．29．No．22013年2月POLYMERMATERIALSSCIENCANDENGINEr二RINGFeb．2O13静电纺复合相变纤维的制备与热性能柯惠珍，李大伟，陈剑杨，魏取福，蔡以兵，黄锋林(江南大学生态纺织教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：通过静电纺丝方法成功制备了新型的月桂酸．硬脂酸(LA．SA)／聚对苯二甲酸乙二酯(PET)定形相变复合纤维。场发射扫描电子显微镜(FE．SEM)观察结果显示，随着LA．SA含量的增加，纤维表面的褶皱越来越明显

2、。且纤维直径逐渐增大。差示扫描量热(DSC)分析结果显示。随着LA—SA在纤维中比例的增大，复合纤维的相变温度变化不大。相变焓值逐渐增加。DSC热循环测试结果表明，静电纺LA．SA／PET复合相变纤维是一种相变过程完全可逆的定形相变材料．可以在环境中循环使用。热重(TGA)分析结果表明，LA．SA／PET复合相变纤维分别在135℃～240℃和325℃～500℃温度范围内发生热降解，在相变温度范围(<1o0℃)内具有良好的热稳定性。关键词：静电纺丝；复合相变纤维；月桂酸一硬脂酸低共熔物；形貌；储热性能；热稳

3、定性中图分类号：TQ342．94文献标识码：A文章编号：1000—7555(2013)02—0155．04储能材料按储能的方式可以分为显热储能材料、(TFA)和二氯甲烷(DCM)：均购自国药集团化学试剂潜热储能材料和可逆化学反应储能材料。其中，利用有限公司。相变材料(PCMs)的相变潜热进行能量储存和释放的1．2LA．SA二元低共熔混合物的制备相变储能技术是目前应用最多的储能方式u，。1．2．1二元低共熔物配比的理论计算：脂肪酸二元近年来，脂肪酸低共熔物的制备和热性能研究被低共熔物的熔化温度(共晶温度)比

4、混合物中任一组分广泛关注-。然而，在实际应用中熔融的脂肪酸易纯脂肪酸的熔化温度低。根据施罗德(Schrader)公渗漏，因此通常采用金属容器盛装或徽皎囊封装，这虽式E6J可以计算出LA—SA二元混合体系的共晶配比然解决-r渗漏问题，但用会属材料制成的容器盛装不T=1／(1／T广RlnXA／AlsHA)(1)仅阻碍了相变材料的热传递而且增加了成本；此外微式中：T——含有化合物A的混合物的熔化温度，K；胶囊相变材料虽然给应用带来了极大的方便，但其包XA——混合物主要成分A的物质的量分数；丁f——裹率较低，大大

5、降低了储热能力。因此定形相变材料纯化合物A的熔化温度，K；△HA——纯化合物A的的研究受到了重视。熔化潜热，J／mol；R——气体常数，8．315J／(mol·K)。静电纺丝技术是制备微纳米级超细聚合物纤维的首先将DSC测得的LA和SA的熔化温度和熔化一种简单而有效的方法J。本文首先制备了IA—SA潜热分别代人上述公式，计算得理论共晶质量比例为低共熔物．再通过静电纺丝方法制备了以聚对苯二甲LA／SA：86．51／13．49。但由于DSC测试过程中存在酸乙二酯(PET)为支撑材料的IA—SA／PET定形相变

6、实验误差，使实验得到的共晶质量比例与理论计算值复合纤维，研究了相变复合材料的形貌结构、储热性能存在少量的偏差，实测值为LA／SA=87．24／12．76。和热稳定性。1．2．2二元低共熔物的制备：根据实验得到的共晶质l实验部分量比例分别称取一定量的LA和SA进行混合，并放置1．1原料及试剂在80℃的烘箱中保温2h。然后再将其放入水浴温度PET切片(厨=18000—25000)：上海塑料制品有为60℃的超声波发生仪中超声振动2rain。最后，在限公司生产；月桂酸(IA)、硬脂酸(SA)、三氟乙酸室温下使其自

7、然冷却得到LA．SA二元低共熔物。收稿日期：20l2．06．05金项目：吲家高技术研究发展计划(863)资助项目(2Ol2JWk030313)；国家自然科学基金资助项目(51(}06046)；教育部K江学者稍I创新I州队发展计划(IRT1135)；江苏商饺优势学科建I殳程资助项目；江苏省普通高校研究生科研创新汁划(CXZZ12／)7471通讯联系人：魏取福，主要从事功能纺织材料研究，E．mail：qfwei@jiangnan．edu．cn高分子材料科学与工程I．3纺丝液的制备丝液中添加了LA—SA低共熔物

8、，制备的复合相变纤维将PET切片溶解在体积比为2：1的DCM／TFA表面出现了褶皱现象，如Fig．2(b)～Fig．2(d)所示，通混合溶剂中，得到15％(质量分数，下同)的PET溶过观察发现，随着LA—SA低共熔物含量的增加，复合液。再将制备好的LA—SA低共熔物溶解到PET溶液相变纤维表面的褶皱也越来越明显，这可能是因为将中，配成LA—SA／PET质量比例为0．5／1，0．7／1，1／1不可纺的LA．SA低共熔物添加到PE