1、相變儲能是最有效的儲熱方式之一?；谙嘧儾牧先刍湍踢^程的相變潛熱儲能系統(tǒng)適用于太陽能加熱、電力的“削峰填谷”、熱能回收。相變材料是開發(fā)相變儲能系統(tǒng)的前提，因而相變材料的研究一直是這一領(lǐng)域中心課題之一。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。
　　 論文主要分為四部分，第一部分是聚乙二醇單甲醚(MPEG)通過與異佛爾酮二異氰酸酯

2、(IPDI)或甲苯二異氰酸酯(TDI)反應(yīng)制備端基帶有活性異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)的IPDI-MPEG和TDI-MPEG以及IPDI與MPEG的反應(yīng)動力學(xué)研究，第二部分是通過IPDI-MPEG或者TDI-MPEG與二醋酸纖維素(CDA)反應(yīng)，合成具有固一固相變特性的梳狀接枝聚合物，第三部分是對三種復(fù)合體系熱性能的研究：不同種類的純接枝共聚物之間復(fù)合體系、聚乙二醇(PEG)與未提取除去MPEG衍生物的粗接枝共聚產(chǎn)物物復(fù)合體系及聚乙二醇與純

3、接枝共聚物復(fù)合體系，第四部分是對聚合物體系丙酮溶液的溶液性質(zhì)研究及相變纖維成形。
　　 在第一部分工作中，以IPDI和TDI分別與重均分子量為2000的聚乙二醇單甲醚(MPEG2000)和重均分子量為5000的聚乙二醇單甲醚(MPEG5000)反應(yīng)，生成以下四種端基帶有活性-NCO基團(tuán)的物質(zhì)：DDI-MPEG2000、IPDI-MPEG5000、TDI-MPEG2000和TDI-MPEG5000，采用紅外光譜(IR)和凝膠滲透色

4、譜(GPC)對物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，使用二正丁胺法研究了IPDI與MPEG的反應(yīng)動力學(xué)，IPDI與MPEG反應(yīng)主要生成兩種產(chǎn)物：目標(biāo)產(chǎn)物單氨酯IPDI-MPEG和副產(chǎn)物二氨酯IPDI-(MPEG)2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)是一個(gè)二級反應(yīng)，在-NCO基團(tuán)與羥基(-OH)基團(tuán)的初始投料比r=1.1、40℃、無催化劑、反應(yīng)時(shí)間應(yīng)在120-180min之間條件下，可以得到目標(biāo)產(chǎn)物IPDI-MPEG，增大或減小r值、提高反應(yīng)溫度、使用催化劑二月桂酸二丁

5、基錫(DBTDL)或增加反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)均朝IPDI-MPEG生成IPDI-(MPEG)2方向進(jìn)行。
　　 在第二部分工作中，通過MPEG-NCO與CDA在56℃下，以DBTDL為催化劑反應(yīng)4h，合成了四種具有相變特性的接枝聚合物：CDA-IPDI-MPEG2000、CDA-TDI-MPEG2000、CDA-IPDI-MPEG5000和CDA-TDI-MPEG5000，采用IR、GPC和核磁共振(1H-NMR)研究了接枝聚合物的結(jié)

6、構(gòu)，差示掃描量熱法(DSC)研究了聚合物的相變性能，膜的相變特性和表面形態(tài)由分別由普通光學(xué)顯微鏡和電子掃描顯微鏡(SEM)觀察得到，X-衍射(XRD)和偏光顯微鏡(POM)觀察結(jié)晶形態(tài)，熱失重分析(TGA)研究了聚合物的熱穩(wěn)定性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MPEG通過端基活性的-NCO基團(tuán)與CDA鏈上的羥基反應(yīng)，成功接枝到CDA基體上，得到接枝聚合物CDA-g-MPEG，這種接枝聚合物在一定的溫度范圍內(nèi)具有相變功能，且以脂肪族交聯(lián)劑IPDI參與M

7、PEG接枝CDA制備具有相變功能的梳妝接枝聚合物屬國內(nèi)外首創(chuàng)。
　　 在第三部分工作中，通過DSC研究了復(fù)配體系的相變性能，并使用POM對接枝聚合物復(fù)合接枝聚合物體系的結(jié)晶形態(tài)進(jìn)行了觀察，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接枝聚合物之間的復(fù)配，可以制備具有一定相變焓值(7.18-27.18 J· g-1)，耐水洗，相變溫區(qū)在18.82-52.75℃范圍內(nèi)的固-固相變材料，且可以通過改變共混聚合物的配比調(diào)節(jié)相變焓值和相變溫區(qū)，發(fā)生相變成分的結(jié)晶不是完

8、整的球晶，而是形狀不規(guī)則的晶粒，并提出了一種新的方法，以相變物質(zhì)PEG復(fù)合接枝聚合物CDA-g-MPEG或者接枝聚合物的共混物CDA-g-MPEG/MPEG，制備新型的相變材料，該材料在無水洗條件下，通過控制復(fù)合PEG的分子量和復(fù)合質(zhì)量，由于接枝聚合物中接枝MPEG的作用，可以使共混的一定分子量的PEG在一定的添加量條件下，PEG復(fù)合接枝聚合物體系或PEG復(fù)合接枝共聚物與MPEG衍生物共混的體系仍舊發(fā)生固-固相變，且可以增加體系的相變焓

9、值和調(diào)節(jié)相變溫區(qū)，通過上述方法，實(shí)驗(yàn)得到相變焓值最高高達(dá)90.51 J·g-1的PEG復(fù)合CDA-g-MPEG體系的固-固相變材料和相變焓值最高高達(dá)89.06 J· g-1的PEG復(fù)合CDA-g-MPEG/MPEG體系固-固相變材料。
　　 在第四部分工作中，通過對不同體系的丙酮溶液性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，共混MPEG衍生物體系較純接枝聚合物體系，相變物質(zhì)MPEG更易析出，不同的共混體系相比較，共混MPEG5000的較MPEG2000的

10、更容易析出，通過對CDA/丙酮溶液、CDA-IPDI-MPEG5000/丙酮溶液和CDA-IPDI-MPEG-5000/MPEG5000/丙酮溶液的流變性能研究發(fā)現(xiàn)，三者均屬于典型的非牛頓流體，表現(xiàn)出明顯的剪切變稀現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)中，首次將CDA-IPDI-MPEG5000/丙酮溶液和CDA-IPDI-MPEG5000/MPEG5000/丙酮溶液通過靜電紡絲方法制備相交纖維，對CDA、CDA-IPDI-MPEG5000和CDA-IPDI-M

11、PEG5000/MPEG5000的靜電紡絲纖維和干法紡絲纖維研究發(fā)現(xiàn)，靜電紡絲纖維中，CDA-IPDI-MPEG5000/MPEG5000纖維直徑最小，平均直徑在100nm以下，且相對于于法紡絲纖維來說，相變焓值有一定程度的增加，相變溫度向低溫移動，干法紡絲纖維中，CDA-IPDI-MPEG5000/MPEG5000/丙酮體系可紡性差，難以干紡得到纖維，CDA-IPDI-MPEG5000干法紡絲纖維較純CDA干法紡絲纖維的斷裂強(qiáng)度有所下