基于微波辅助合成相变储能微胶囊的PE调温纤维的纺制
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Ｍｅｌｔ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｈｅｒｍｏ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｈａｓｅ￣ｃｈａｎｇｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ￣ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄ
ＷＡＮＧ Ｇｕ￣ｘｉａ１ ꎬ ＤＩＮＧＧＵＯ Ｓｈｅｎｇ￣ｗｅｉ２
３. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｈｅｆｅｉ ２３０００９ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔａｋｉｎｇ ｕｒｅａ￣ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ ｒｅｓｉｎ ａｓ ｗａｌｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｌａｕｒｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ ａｓ ｃｏｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌꎬ ｐｏｌｙ ( ｕｒｅａ￣ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ) / ｌａｕｒｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ ｐｈａｓｅ￣ｃｈａｎｇｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ) ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ￣ａｓｓｉｓｔｅｄ ｉｎ￣ｓｉｔｕ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ. Ａｎｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｈｅｒｍｏ￣ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｆｉｂｅｒｓ ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ) ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ( ＵＦ / ＬＡ ＰＣＥＳＭｓ ａｎｄ ＰＥ ) ꎬ ｇｒａｎｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ｍｅｌｔ ｓｐｉｎｎｉｎｇ. Ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎬ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｓｔｅａｄｉｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｕｌｄ ａｃｈｉｅｖｅ ７４������ ５２ Ｊ / ｇ. Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｉｂｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｍｏｖｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ. Ｔｈｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ. Ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｓｔｉｌｌ ｓａｔｉｓｆｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ ０ ｔｏ ２０ ｗｔ％ ) . Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＳＥＭ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ａｒｅ ｗｅｌｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ＰＥ ｍａｔｒｉｘ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｍａｉｎｓ ｉｎｔａｃｔ.
关键词: 微波聚合ꎻ 脲醛树脂 / 月桂醇微胶囊ꎻ 调温纤维ꎻ 熔融纺丝 ｄｏｉ: １０������ ３９６９ / ｊ������ ｉｓｓｎ������ １００５－５７７０������ ２０１９������ ０２������ ０３１ 中图分类号: ＴＱ３２０������ ５＋ ２ 文献标识码: Ａ 文章编号: １００５－５７７０ (２０１９) ０２－０１４７－０６
(１. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｎｏｒｔｈ Ｍｉｎｚｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｎｏｒｔｈ Ｍｉｎｚｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
第 ４７ 卷第 ２ 期 ２０１９ 年 ２ 月
塑料工业 ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
������１４７������
基于微波辅助合成相变储能微胶囊的 ＰＥ 调温纤维的纺制∗
王固霞１ ꎬ 丁 娜２ ꎬ 丘管先２ ꎬ 徐卫兵３ ꎬ 郭生伟２ꎬ∗∗
(１. 北方民族大学化学与化工学院ꎬ 宁夏 银川 ７５００２１ꎻ ２. 北方民族大学材料科学与工程学院ꎬ 宁夏 银川 ７５００２１ꎻ ３. 合肥工业大学化学与化工学院ꎬ 安徽 合肥 ２３０００９)
摘要: 以脲醛树脂为壁材、 月桂醇为芯材ꎬ 采用微波辅助原位包覆聚合反应制备了脲醛树脂 / 月桂醇相变储能微 胶囊 ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ) ꎬ 将其与聚 乙 烯 基 体 混 合、 造 粒ꎬ 通 过 熔 融 纺 丝 法 制 得 了 聚 乙 烯 储 能 调 温 纤 维 ( ＵＦ / ＬＡ￣ ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ) ꎬ 并进行了形貌、 热性能和力学性能表征ꎮ 结果表明: 随 ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 含量的增加ꎬ 纤维的储能潜热 稳步增加ꎬ 实验范围内最高可达 ７４������ ５２ Ｊ / ｇꎮ 在热失重实验中ꎬ 纤维最大失重速率温度随 ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 含量增加向 高温移动ꎬ 热稳定性良好ꎮ 抗张强度随 ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 含量增加而下降ꎬ 但在实验范围内 ( 最高为 ２０％ ) 仍可满足 常规纤维使用要求ꎮ ＳＥＭ 照片显示ꎬ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 较好地分布于 ＰＥ 基体中ꎬ 其结构保留较为完整ꎮ
ＷＡＮＧ Ｇｕ￣ｘｉａ１ ꎬ ＤＩＮＧＧＵＯ Ｓｈｅｎｇ￣ｗｅｉ２
３. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｈｅｆｅｉ ２３０００９ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔａｋｉｎｇ ｕｒｅａ￣ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ ｒｅｓｉｎ ａｓ ｗａｌｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｌａｕｒｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ ａｓ ｃｏｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌꎬ ｐｏｌｙ ( ｕｒｅａ￣ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ) / ｌａｕｒｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ ｐｈａｓｅ￣ｃｈａｎｇｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ) ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ￣ａｓｓｉｓｔｅｄ ｉｎ￣ｓｉｔｕ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ. Ａｎｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｈｅｒｍｏ￣ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｆｉｂｅｒｓ ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ) ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ( ＵＦ / ＬＡ ＰＣＥＳＭｓ ａｎｄ ＰＥ ) ꎬ ｇｒａｎｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ｍｅｌｔ ｓｐｉｎｎｉｎｇ. Ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎬ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｓｔｅａｄｉｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｕｌｄ ａｃｈｉｅｖｅ ７４������ ５２ Ｊ / ｇ. Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｉｂｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｍｏｖｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ. Ｔｈｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ. Ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｓｔｉｌｌ ｓａｔｉｓｆｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ ０ ｔｏ ２０ ｗｔ％ ) . Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＳＥＭ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ ａｒｅ ｗｅｌｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ＰＥ ｍａｔｒｉｘ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｍａｉｎｓ ｉｎｔａｃｔ.
关键词: 微波聚合ꎻ 脲醛树脂 / 月桂醇微胶囊ꎻ 调温纤维ꎻ 熔融纺丝 ｄｏｉ: １０������ ３９６９ / ｊ������ ｉｓｓｎ������ １００５－５７７０������ ２０１９������ ０２������ ０３１ 中图分类号: ＴＱ３２０������ ５＋ ２ 文献标识码: Ａ 文章编号: １００５－５７７０ (２０１９) ０２－０１４７－０６
(１. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｎｏｒｔｈ Ｍｉｎｚｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｎｏｒｔｈ Ｍｉｎｚｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
第 ４７ 卷第 ２ 期 ２０１９ 年 ２ 月
塑料工业 ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
������１４７������
基于微波辅助合成相变储能微胶囊的 ＰＥ 调温纤维的纺制∗
王固霞１ ꎬ 丁 娜２ ꎬ 丘管先２ ꎬ 徐卫兵３ ꎬ 郭生伟２ꎬ∗∗
(１. 北方民族大学化学与化工学院ꎬ 宁夏 银川 ７５００２１ꎻ ２. 北方民族大学材料科学与工程学院ꎬ 宁夏 银川 ７５００２１ꎻ ３. 合肥工业大学化学与化工学院ꎬ 安徽 合肥 ２３０００９)
摘要: 以脲醛树脂为壁材、 月桂醇为芯材ꎬ 采用微波辅助原位包覆聚合反应制备了脲醛树脂 / 月桂醇相变储能微 胶囊 ( ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ) ꎬ 将其与聚 乙 烯 基 体 混 合、 造 粒ꎬ 通 过 熔 融 纺 丝 法 制 得 了 聚 乙 烯 储 能 调 温 纤 维 ( ＵＦ / ＬＡ￣ ＰＣＥＳＭｓ￣ＰＥ) ꎬ 并进行了形貌、 热性能和力学性能表征ꎮ 结果表明: 随 ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 含量的增加ꎬ 纤维的储能潜热 稳步增加ꎬ 实验范围内最高可达 ７４������ ５２ Ｊ / ｇꎮ 在热失重实验中ꎬ 纤维最大失重速率温度随 ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 含量增加向 高温移动ꎬ 热稳定性良好ꎮ 抗张强度随 ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 含量增加而下降ꎬ 但在实验范围内 ( 最高为 ２０％ ) 仍可满足 常规纤维使用要求ꎮ ＳＥＭ 照片显示ꎬ ＵＦ / ＬＡ￣ＰＣＥＳＭｓ 较好地分布于 ＰＥ 基体中ꎬ 其结构保留较为完整ꎮ