熱儲(chǔ)能型相變纖維的研究-嵌段共聚物(PET-PEG)相變纖維的制備及其性能的研究.pdf

1、相變材料是利用材料在相轉(zhuǎn)變過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象，進(jìn)行熱能儲(chǔ)存和溫度調(diào)節(jié)控制的材料。功能性纖維的開發(fā)和研制是為了滿足特殊的用途和需要。其中，具有熱儲(chǔ)能作用的相變纖維是重要的發(fā)展方向之一。相變纖維可應(yīng)用于軍事和民用的各個(gè)領(lǐng)域。本課題選用聚乙二醇（PEG）作為相變介質(zhì)，研究了聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇（PET-PEG）共聚物熔融紡絲工藝技術(shù)制備相變纖維。制得了在常溫（10-60℃）范圍內(nèi)具有良好相變性能和一定的物理機(jī)械性能的相變纖維，且

2、在使用過程中僅發(fā)生固-固相變，無明顯液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)。通過改變所使用PEG工作物質(zhì)的分子量及采用不同分子量的工作物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配，可以對(duì)在該溫區(qū)內(nèi)的相變溫度及相變焓的大小進(jìn)行控制。
　　 本文通過選用合適的合成路線，聚合出具有常溫相變性能的PET-PEG共聚物，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和表征。研究不同配方對(duì)PET-PEG共聚物的相變性能、結(jié)晶性能、耐久性能、熱穩(wěn)定性能的影響，以及PET-PEG共聚物的可紡性。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.采

3、用對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇進(jìn)行酯交換，待出甲醇量達(dá)到理論值的90％以后，開始抽低真空，生成對(duì)苯二甲酸乙二酯的低聚物，一個(gè)半小時(shí)后，再加入聚乙二醇進(jìn)行共聚，可生成PET-PEG共聚物。PET-PEG共聚產(chǎn)物的相變性能優(yōu)于PET/PEG共混物，且具有固-固相變特性。
　　 2.PET-PEG共聚物的相變性能來自于嵌段聚合物中的PEG嵌段。為取最佳熱性能，可將PEG比例擬定在35-45％之間。選用分子量為4000與6000的PEG按照

4、一定比例混合后進(jìn)行共聚合，得到在不同溫區(qū)范圍內(nèi)有常溫相變性能的PET-PEG嵌段共聚物。PET-PEG共聚物還具有一定的耐久性能。
　　 3.隨著PEG/DMT的增大，PET-PEG共聚物結(jié)晶速率越來越快，相對(duì)結(jié)晶度也增大。而結(jié)晶速率隨著PEG分子量的增加而降低。
　　 4.經(jīng)過NMR測(cè)試，證實(shí)合成的共聚物是以硬段封端的嵌段共聚物，PET-PEG嵌段共聚物樣品中發(fā)生了PET與PEG之間的共聚，-（CH2CH2-O）-聚醚

5、鏈段已經(jīng)進(jìn)入PET鏈段，且PET-PEG嵌段共聚物中的PEG嵌段部分依舊保有一定的長(zhǎng)度。PET-PEG嵌段共聚物的組成接近于投料比。
　　 5.PET-PEG嵌段共聚物具有一定的熱穩(wěn)定性。
　　 6.通過對(duì)PET-PEG共聚物進(jìn)行模擬紡絲以及模擬紡絲產(chǎn)物一些性能的測(cè)定，證明了PET-PEG共聚物具有一定的可紡。隨著PET-PEG共聚物中PEG含量的上升，粘度下降，紡絲性能下降。使用PEG含量為35％-45％之間的共聚物較