聚二乙二醇烷基醚单丙烯酸酯相变材料的制备与纤维应用

摘要

能源是人类生存和发展的基础。随着科技的发展与进步，人们对能源需求的日益增加，现有的能源模式已很难满足需求的增长。因此，如何提高能源利用率、开发绿色新能源已经成为我国乃至世界需要面对的一个非常紧迫的课题。梳状聚合物相变材料因其具有介于传统线性高分子与树形高分子之间的特殊链构造，在对聚合物材料进行改性后，能够赋予它们更好的物理化学性能，因而引起人们的关注。聚乙二醇烷基醚是一种性能优良、环境友好的非离子表面活性剂，但对其相变储能行为的研究却鲜有报道。
　　本论文通过酯交换法和醇钠-酰氯法两种合成方法制备二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯(DEGHEA)的对比，选择了醇钠-酰氯法合成出二乙二醇十六烷基醚单（甲基）丙烯酸酯和二乙二醇十八烷基醚单（甲基）丙烯酸酯，然后通过自由基引发溶液聚合，得到他们相应的梳状聚合物相交材料。并利用傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)、核磁共振氢谱分析(1HNMR)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)和X-射线衍射分析(XRD)等对它们的结构、相变行为、热稳定性和结晶性能进行了分析研究。同时借助同轴静电纺丝技术，首次得到了丙烯腈-偏氯乙烯共聚物[P(AN-co-VDC)]/聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯(PDEGHEA)结构复合纳米纤维，并研究了芯层的进料速率和芯层溶液的质量分数对纤维形貌及性能的影响。
　　结果表明，醇钠-酰氯法合成大分子单体的反应速度不仅快，而且还大大提高了C16E2的端羟基的转化率和反应产率，减小了产物分离萃取的困难。制备的梳状聚合物相变材料是具有稳定的结构、高相变焓、良好热稳定性和结晶性，是一种可广泛使用的梳状聚合物相变材料。
　　在纺丝温度为50℃，电压为30kV，接收距离为20cm，皮层的进料速率为1.250ml/h，芯层溶液质量分数为60％，芯层的进料速率为0.375ml/h时，能够形成稳定的泰勒锥，制得的P(AN-co-VDC)/PDEGHEA结构复合纤维的形貌光滑均一，皮层能有效的包裹芯层，芯层的直径最大而且均一，所制备的纳米纤维起始吸热温度为37℃，起始放热温度为32℃，热焓值达50J/g。

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 相变材料的应用

1．2 梳状聚合物

1．2．1 梳状聚合物的分类

1．2．2 梳状聚合物相变材料的研究进展

1．3 同轴静电纺丝

1．3．1 同轴静电纺丝的原理

1．3．2 同轴静电纺丝的影响因素

1．3．3 同轴静电纺丝的研究现状

1．3．4 同轴静电纺丝的研究现状

1．4 本论文研究内容及意义

第二章 二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯的制备和表征

2．1 引言

2．2 实验原料

2．3 实验仪器及设备

2．4 二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯的制备

2．4．1 酯交换法制备二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯

2．4．2 酵钠-酰氯法制备二已二醇十六烷基醚单丙烯酸酯

2．5 二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯的性能表征

2．5．1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析

2．5．2 核磁共振氢谱(1H NMR)分析

2．5．3 差示扫描量热(DSC)分析

2．5．4 热失重(TG)分析

2．6 结果与讨论

2．6．1 红外光谱(FTIR)分析

2．6．2 核磁氢谱(1H NMR)分析

2．6．3 相变行为(DSC)分析

2．6．4 热稳定性(TG)分析

2．7 本章小结

第三章 聚二乙二醇烷基醚单丙烯酸酯相变材料的制备和性能研究

3．1 引言

3．2 实验原料

3．3 实验仪器及设备

3．4 聚二已二醇烷基醚单丙烯酸酯制备的实验步骤

3．4．1 二已二醇烷基醚丙烯酸酯的合成

3．4．2 聚二乙二醇烷基醚酯的制备

3．5 聚二乙二醇烷基醚酯的性能表征

3．5．1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析

3．5．2 核磁共振氢谱(1H NMR)分析

3．5．3 凝胶渗透色谱(GPC)分析

3．5．4 差示扫描量热(DSC)分析

3．5．5 热失重(TG)分析

3．5．6 X-射线衍射(XRD)分析

3．6 结果与讨论

3．6．1 红外光谱(FTIR)分析

3．6．2 核磁共振氢谱(1H NMR)分析和分子量的测定

3．6．3 相变行为(DSC)分析

3．6．4 热稳定性(TG)分析

3．6．5 结晶形态(XRD)分析

3．7 本章小结

第四章 丙烯腈-偏氯乙烯共聚物／聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯复合纳米纤维的制备及其性能的研究

4．1 引言

4．2 实验原料

4．3 实验仪器及设备

4．4 P(AN-co-VDC)／PDEGHEA复合纳米纤维的制备和性能表征

4．4．1 单纺P(AN-co-VDC)纳米纤维

4．4．2 同轴共纺P(AN-co-VDC)／PDEGHEA复合纳米纤维

4．4．3 P(AN-co-VDC)／PDEGHEA复合纳米纤维的性能表征

4．5 结果与讨论

4．5．1 扫描电镜(FESEM)分析

4．5．2 红外光谱(FTIR)分析

4．5．3 透射电镜(TEM)分析

4．5．4 相变行为(DSC)分析

4．5．5 热稳定性(TG)分析

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢