聚乙二醇/月桂酸纤维素酯共聚物相变纤维的制备及性能

基本信息
批准号:21264015
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:52.00
负责人:哈丽丹·买买提
学科分类:
依托单位:新疆大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘瑞泉,米娜瓦尔·乌买尔,阿依努尔·库尔班,刘慧,高炜,木亚萨尔·阿斯哈尔,哈力亚·卡德尔
关键词:
聚乙二醇接枝交联聚合物月桂酸纤维素酯相变纤维
结项摘要

The research and development of the phase change material ( PCM ) and fiber that could be controlled for energy absorption and release were subjected to the attention of researchers with the increasing demand of energy. However, due to the micro capsule PCM and polymer PCM which used for preparation the phase change fiber that currently studied more were made by mixing or linking the PCM with the other materials without phase change characteristics ,so the products had the problem of low enthalpy and poor spinnability.Therefore, the development of high enthalpy PCM and spinning fiber, is still a research hotspot in the field. The previous research of our research group discovered that lauric acid cellulose esters ( LACE ) has a typical solid-solid PCM characteristics, and has the performance of grafting polymerization reaction with the liquid-solid PCM polyethylene glycol ( PEG ) under the existence of the cross-linking agent and catalyst in solution. PEG and LACE linking and crosslinking each other,and the PEG wrapped by the long chain of LACE, form a microcapsules with the perfect cross-linked structure and presenting the solid-solid phase change characteristics.The aim of this project is to synthetize of cross-linked PEG/LACE graft copolymer,and then using melt spinning technology to prepare PCM fiber.The results of the study will improve the phase change enthalpy of end product ,because the two group's phase change enthalpy will stack with each other.At the same time, the end product will have good spinnability because of the LACE's good molding. The implementation of the project, not only can overcome the existing defect of PCM fibers, but also provide a train of thought for the further development of other PCM products.

随着能量需求量的增加,能可控进行能量吸收与释放的相变材料(PCM)及纤维的研发正受到研究界的关注。然而,由于目前研究较多的制备相变纤维的微胶囊及聚合物PCM,都是将PCM与其它无相变特性的物质混合或链接而成,存在相变焓低、可纺性差等问题。因此,开发具较高相变焓的PCM并纺制纤维,仍是这一领域的研究热点。前期研究发现月桂酸纤维素酯(LACE)具典型的固-固PCM特性,且在交联剂与催化剂存在下,能与固-液PCM聚乙二醇(PEG)发生溶液接枝聚合反应,PEG与LACE相互链接、交联,且包覆在LACE长链中,形成具完善交联结构的微胶囊,呈现固-固相变特性。本项目拟制备PEG/LACE接枝交联聚合物后,熔纺制备PCM纤维。因二组分相变焓叠加,可使产物相变焓提高;因LACE良好的模塑成型性,可使产物具良好的可纺性。本项目的实施,不仅能克服现有PCM纤维的缺陷,还能为进一步开发其它PCM产品提供思路。

项目摘要

随着能量需求量的日益增加,能可控进行能量吸收与释放的新型相变纤维和织物的开发研制骤然兴起,已成为了各国学者关注的焦点。然而,目前研究较多的制备相变纤维的微胶囊及聚合物相变材料(PCM),都是将固-液PCM与其它无相变特性的高分子物质混合或链接而成,存在相变焓低、可纺性差等问题。因此,开发具较高相变焓的PCM并纺制纤维,仍是这一领域的研究热点。.鉴于此,本项目在纤维素/离子液体均相体系中,采用共反应剂法合成可纺性良好且具固-固PCM特性的月桂酸纤维素酯(LACE)后,在异氰酸酯存在下,通过溶液接枝共聚法,使LACE长链包裹住PEG,得到微胶囊状接枝聚合物并使其原位溶解在CH3COCH3和DMAc混合形成的溶剂中,制得了具有LACE表面特性的LACE/PEG接枝聚合物溶液,然后,通过静电纺丝法,用此溶液纺制了LACE/PEG接枝聚合物PCM纤维。.PEG虽属固-液相变材料,且无可纺性,但经异氰酸酯链接,被完全包裹在LACE骨架里,不仅失去了宏观流动性,而且受LACE的影响,使LACE/PEG接枝聚合物溶液具有了良好的可纺性;PEG被LACE包裹成纤后,其相变焓虽有所下降,但因骨架囊壁材料LACE的相变行为,二组份的相变焓相互叠加,使LACE/PEG接枝聚合物纤维不仅具有了较高的相变焓及适中的相变温度,而且相变过程完全可逆,热循环稳定性良好,表现出了较高的使用价值。.通过本项目的完成,开发了一种采用PEG与LACE的反应而原位制备具有良好可纺性纺丝溶液的方法,并继而采用静电纺丝技术制备了一种具有优秀使用价值的PCM纤维。本研究开发利用纤维素长链脂肪酸酯,使之与PEG反应而得到了具有较高相变焓及可纺性良好的胶囊状聚合物,不仅克服了现有PEG类高分子PCM材料相变焓较低,可纺性较差等缺陷,而且还能为研发其它PCM产品提供思路,具有一定的科学意义.

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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