聚二乙醇十六烷基醚单丙烯酸酯的制备及其纤维应用

摘要

相变材料是能够利用物质相态变化时的潜热来实现能量的储存、转化和利用的一种材料。在能源供给日趋紧张的情况下，该类材料受到越来越广泛的关注。而随着人们生活水平的提高，相变材料制成的智能服装，如恒温服、防寒服等受到大家的青睐。梳状聚合物是兼具主链与侧链性能，链结构较为特殊的一类共聚物。近年来发现对其改性后可用作相变材料，且呈现出较好的性能。
　　本论文首先以醇钠-酰氯法制备了大分子单体-二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯(C16E2AC)，并将其自由基聚合制备出新型梳状聚合物相变材料聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯(PC16E2AC)。然后选取氧化石墨烯(GO)，利用其自身较大的比表面积和片层结构间的毛细作用力对PC16E2AC进行定型改性。最后以丙烯腈-偏氯乙烯共聚物[P(AN-VDC)]为皮材，PC16E2AC为芯材，采用湿法纺丝工艺制备皮芯结构的复合储热调温纤维。利用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)和核磁共振氢谱分析(1HNMR)对聚合物的结构进行了表征，利用差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)对PC16E2AC、PC16E2AC/GO复合物及复合纤维的相变行为和热稳定性等进行了分析。此外，还利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PC16E2AC/GO复合物微观形态和复合纤维表面及断面形貌。
　　结果表明，PC16E2AC不仅具有稳定的结构且具有适宜的熔融温度，较高的相变焓和良好的热稳定性。而且PC16E2AC/GO复合物的定型性明显优于聚合物本身，当GO含量为5％时，能够兼具良好的定型性和较高的相变焓。此外，P(AN-VDC)/PC16E2AC复合纤维的皮芯结构明显，壁厚均匀，具有良好的热稳定性、耐热循环性和抗渗透性，且随着皮芯挤出比的变化，相变焓呈梯度变化趋势。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 相变材料

1．1．1 相变材料的分类

1．1．2 定型相变材料

1．1．3 相变材料的应用

1．2 梳状聚合物

1．2．1 梳状聚合物的制备方法

1．2．2 梳状高聚物的研究进展

1．3 湿法纺丝

1．3．1 湿法纺丝中的传质和相分离

1．3．2 湿法纺丝中纤维形态结构的形成

1．3．3 湿法纺丝的研究现状及进展

1．4 本论文研究目的及主要内容

第二章 实验部分

2．1 化学试剂

2．2 实验仪器

2．3 表征方法

2．3．1 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)

2．3．2 核磁共振氢谱分析(1HNMR)

2．3．3 差示扫描量热分析(DSC)

2．3．4 热失重分析(TG)

2．3．5 扫描电子显微镜分析(FESEM)

2．3．6 电子单纤强力仪

2．3．7 升、降温热台

第三章 聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯的制备及定型改性

3．1 引言

3．2 二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯及其聚合物的制备

3．2．1 二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯的制备

3．2．2 聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯的制备

3．2．3 PC16E2AC／GO定型相变材料的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 C16E2、C16E2AC和PC16E2AC的红外光谱(FTIR)分析

3．3．2 C16E2、C16E2AC和PC16E2AC的核磁共振氢谱(1HNMR)分析

3．3．3 C16E2、C16E2AC和PC16E2AC的相变行为(DSC)分析

3．3．4 C16E2、C16E2AC和PC16E2AC的热稳定性(TG)分析

3．3．5 PC16E2AC／GO复合物相变材料定型性研究

3．3．6 PC16E2AC／GO复合物相变材料的热性能分析

3．3．7 PC16E2AC／GO复合物的热稳定性分析

3．3．8 PC16E2AC／GO复合物的耐热循环性分析

3．4 本章小结

第四章 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合储热调温纤维的制备及其性能研究

4．1 引言

4．2 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合储热调温纤维的制备及性能表征

4．2．1 P(AN-VDC)纤维的制备

4．2．2 P(AN-VDC)／PC16E2AC皮芯复合储热调温纤维的制备

4．3 结果与讨论

4．3．1 P(AN-VDC)纤维扫描电子显微镜分析

4．3．2 P(AN-VDC)纤维断裂强度与凝固浴浓度关系曲线

4．3．3 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合纤维的形貌分析

4．3．4 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合纤维的相变行为(DSC)分析

4．3．5 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合纤维的热稳定性(TG)分析

4．3．6 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合纤维的力学性能分析

4．3．7 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合纤维的耐热性分析

4．3．8 P(AN-VDC)／PC16E2AC复合纤维的抗渗透性分析

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

硕士期间参与科研情况

致谢