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随着社会发展进程的加快,能源危机已经成为全球亟待解决的问题,相变材料作为新一代绿色环保储能材料受到人们的广泛关注。目前,人们主要通过相变材料胶囊化和静电纺丝包覆等方法将其运用到实际生活中,静电纺丝/喷雾技术伴随纳米科技的兴起而得到广泛重视,其产品已被广泛应用于组织工程、过滤、生物传感器、服饰、能量存储、催化剂、生物医学和药物释放等方面。静电纺丝/喷雾技术能制备纳/微米级材料,在诸多领域具有传统方法所不具备的优势,在能源存储领域也比传统的胶囊化方法包覆焓值更高,操作更简便。本研究以静电纺丝/喷雾技术制备聚合物/正十八烷储热调温智能材料。 本文先对静电纺丝制备P(AN-co-VDC)纳米纤维的工艺条件进行研究,通过对比不同参数条件下纤维的形貌和直径确定最佳的纺丝工艺参数。在已有的静电纺丝基础上,以正十八烷为芯材,P(AN-co-VDC)为壁材,通过同轴静电纺丝技术制备核壳结构纳米纤维。通过三元共聚法制备聚酰胺酸(PAA),然后以PAA溶液为壁材,正十八烷为芯材,通过同轴静电喷雾的方法制备相变材料微胶囊。通过核磁共振光谱仪(1HNMR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)和X-射线衍射仪(XRD)测试纳米纤维和微胶囊的相关性能。 本实验通过对静电纺丝制备P(AN-co-VDC)纳米纤维的工艺研究,得出当溶液百分比浓度为20wt.%,纺丝电压为25kV,推进速率为1.250mL/h,接收距离为20cm时所纺纤维表面光滑均一,形貌规整,纤维直径主要集中在50~150nm。进行同轴静电纺时发现,随着芯材进料速率的增加,P(AN-co-VDC)包覆的正十八烷的含量先增加后减小,当壁材进料速率为1.250mL/h、芯材进料速率为0.625mL/h时,壁材所包覆的芯材量最多,纤维热焓值最大(113J/g)。本文通过三元共聚成功制备了聚酰胺酸(PAA),同轴静电喷雾制备PAA/正十八烷微胶囊时胶囊的表面形貌和粒径分布与芯材的进料速率密切相关,微胶囊粒径主要集中在0.5~3μm。当壁材的进料速率为1.250mL/h,芯材进料速率为0.375mL/h时,微胶囊的表面光滑均一,焓值较高(-107J/g),有过冷现象,热稳定性好。