专利名称：多级相变微纳米复合纤维及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明属于相变材料领域，特别涉及多级相变储能微纳米复合纤维及其 电纺制备方法，以及该多级相变储能微纳米复合纤维的用途。
背景技术：
自20世纪70年代的世界能源危机以来，储能技术的基础和应用研究在发 达国家迅速崛起，并得到不断发展，现已成为开发新能源、协调能量供求在 时间和强度的不匹配、提高能源利用率的重要技术之一。在贮能技术的研究 中，贮能材料的开发是最为人们所关注的。
在贮能材料中，固一液相变材料具有贮能密度大、贮能过程近似恒温、 体积变化小、过程易控制等优点而得到各国科学家的广泛重视。固一液相变
贮能材料的种类很多，按组成成分可分如下主要类型(l)无机化合物，包括 结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金；(2)有机化合物，这类材料有石蜡类、 脂肪酸类、酯类、醇类和高分子类等；(3)共熔体系及复合材料，分为有机/ 有机、有机/无机、无机/无机共熔物和复合材料。
固一液相变材料在实际应用时存在着种种不足如相变时体积的膨胀收 縮变化，液体的产生与渗漏；有机类导热系数较小，在空气中易被氧化；水 合盐类的分层析出、腐蚀性等。另外，由于许多单一材料在使用时，相变温 度较高，难以适应低温贮能系统的要求。因此，制备复合储能材料成为人们 研究的热点。
近年来，由于相变纤维的用途广泛，引起了人们普遍关注，目前很多相 变纤维已经采用多组份相变材料，并试图尽可能地提高稳定性和热容量，主 要分为以下几种形式(1)将相变材料填充或注入到中空纤维中，Vigo等人 (United States Patent 4871615 )将聚乙二醇或塑晶材料的溶液注入到中空纤维 中，得到具有相变特性的纤维。这种中空纤维直径较大，相变材料残留于纤 维表面，相变过程中也较易渗出，稳定性不好。(2)将相变物质直接混合纺丝，United States Patent 5885475以石蜡等相变材料与聚烯烃聚合物混合纺丝， 得到相变温度在15 65。C的可调温纤维。但溶液/熔体的可纺性变差，相变材 料在聚合物熔体中的稳定性下降较快，相变材料在纤维中的稳定性也不理想。 (3)原料中添加微胶囊纺丝，四川大学徐建军等人(CN 1908257A)结合混 合溶液纺丝和微胶囊的方法提出了原位微胶囊法制备相变储能纤维。(4)专 利WO 03/062513A2提出了一种用挤出的方法制备具有核一壳结构或海一岛 结构的相变纤维。以上制备方法中得到的纤维直径通常在十几个微米以上， 或纤维中相变材料的含量较低，并难以提高。
美国华盛顿大学的Xia (Nano letters, 2006年)研究小组报导了一种同轴 电纺制备含相变材料的微米纤维，这种方法稳定性较好，相变材料的含量也 比添加微胶囊法高，但只报导了含有一种相变材料的纤维的制备。
本发明所涉及的多组份相变材料独立包封的多级相变微纳米纤维还没有 文献和专利报导，它具有相变潜热大，储能密度高，相变温度可控，可逆性 好等优点，可以通过电纺方法一步制备这种多级相变纤维，其在太阳能利用、 建筑节能、军事、航空以及民用等领域具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的主要目的在于提供具有多级、分区间的相变温度、稳定性和可 逆性好的多级相变储能微纳米复合纤维。
本发明的再一目的在于提供多级相变储能微纳米复合纤维的制备方法。 本发明的还一 目的在于提供多级相变储能微纳米复合纤维的用途
本发明的多级相变微纳米复合纤维是通过静电纺丝工艺制备出的，该多 级相变微纳米复合纤维是由纤维壳，和由封装有不同相变温度的相变核材料 构成的多通道纤维核一壳结构，其断面组成如图1所示，但其断面轮廓和内 部界面不局限于圆形，还包括椭圆形和多边形等不规则形状，核壳结构的形 貌可以通过煅烧后的SEM观测得到证实。所述的复合纤维的外直径为0.5 l(Vm，所述的多通道纤维核的通道为2个或2个以上，优选通道为2 5个， 具有不同相变温度的相变核材料分别独立封装于所述的通道中。
本发明所制备的多级相变微纳米复合纤维的相变温度在0 8(TC之间。 所述的纤维壳材料选自无机金属氧化物和/或聚合物中的1 3种。其中无 机金属氧化物是NiFe204、 Fe304、 MgTi03、 NiTi03、 A1203-B203、 Ce02、
Zr02、 A1203、 Ge02、 Mn203-Mn304、 Co304、 Nb205、 Ti02、 NiO、 ZnO、 Sn02 或La2Cu04等。聚合物是聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯基吡咯垸酮(PVP)、聚 丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)、聚乳酸(PLLA)、聚甲基丙烯 酸甲酯(PMMA)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)或聚已内酯(PCL)等。
所述的相变核材料选自相变温度在0 8(TC的各种相变材料，所述的具有 不同相变温度的相变核材料是无机化合物、有机化合物、有机/有机的共熔 物、有机/无机的共熔物或无机/无机的共熔物等。
所述的无机化合物是结晶水合盐类。
所述的结晶水合盐类选自NaCO340H2O、 Na2HP04'12H20、 CaCl2'6H20、 Na2SO4.10H2O、 KF.10H2O、 LiNO3.10H2O、 MgI2.8H20、 Zn(N03)26H20或 FeCl3'6H20等中的1 5种。
所述的有机化合物选自石蜡类中的一种、脂肪酸类中的一种、酯类中的 一种或醇类中的一种等。
所述的有机/有机共熔物是石蜡类中的2 5种的混合物、脂肪酸类中的 2 5种的混合物、酯类中的2 5种的混合物或醇类中的2 5种的混合物， 例如十八烷和十九垸的混合物，癸酸和月桂酸的混合物，十四醇和十六醇 的混合物等。
所述的石蜡类是正十四垸 正三十六烷。
所述的脂肪酸类是辛酸(八酸) 二十烷酸。
所述的酯类是C6H5COOC6H5、 C3H7COOC6H5、 C6H5COOCH2C6H5 、 CH3OOC(CH2)8COOCH3 、 C6H4(COOCH3)2 、(CH3)2NC6H4COOC2H5 或 FQH4COOC2H5等。
所述的醇类是十醇 二十二醇。
所述的有机/无机共熔物是指有机、无机低共熔混合物，例如
NaN03+KN03+CO(NH2)2 (27.7wt%+10.3wt%+62.0wt%) 、 CaCl2+CH3CONH2 (17.3wt%+82.7wt%) 、 NH4N03+CO(NH2)2 (53wt%+47wt%)或 NH4N03+ NaN03+CO(NH2)2 (47.4wto/o+7.6wt。/。+45.0wt。/o)等。
所述的无机/无机共熔物是无机低共熔混合物，例如CaCl2+NaCl+KCl + H20 (48wt%+4.3wt%+0.4wt%+47.3wt%) 、 Ca(N03)2-4H20+Mg(N03)2.6H20 (67wt%+33wt%) 、Mg(N03)2'6H20+MgCl6'H20(58.7wt%+41.3wt%)、 Mg(N03)3-6H20+Al(N03)3.9H20 (53wt。/o+47wt。/o)或Mg(N03)3-6H20+NH4N03 (61.5wto/o+38.5wto/o)等。本发明的多级相变微纳米复合纤维的制备方法是采用高压静电纺丝技 术，其制备装置可参见图2 (两个装置分别以包覆具有三种和两种相变温度的 核材料的纤维制备为例，但并不限于此例)，可一步制备得到多级相变储能复 合纤维。制备方法为将纤维壳层材料溶液装入注射器中，将相变核材料溶 液通过注射泵注入到注射器中的多通道中并到达喷丝头，同时通过加热套对 注射器进行加热，使高熔点的相变核材料保持熔融状态，然后进行静电纺丝， 并用铝铂收集板收集样品，得到具有多通道纤维核一壳结构的多级相变微纳 米复合纤维。
所述的高压静电纺丝过程中，电压为10 40KV，喷丝头与收集板之间的 距离为10 35cm，相变核材料液体的流速为0.1 10mL/h，壳材料的流速为 1 20mL/h，相对湿度10% 90%。本发明所制备的多级相变微纳米复合纤维 的相变温度在0 80。C之间。
所述的纤维壳层材料溶液通过以下方法制备得到
纤维壳层溶液是选自成丝性比较好的无机金属氧化物前驱体和/或与核层 溶液不互溶的高分子聚合物中的1 3种。
将选自无机金属氧化物前驱体和/或聚合物中的1 3种与溶剂混合，并加 入催化量的催化剂，配成纤维壳层材料溶液。
所述的金属氧化物前驱体是FeCl3、 FeCl2、 Mg(OC2H5)2、 MAc2'4H20、 AlAc3、 Ce(N03)4、 ZrOCl2-8H20 、 Al(OBu)3 、 Ge(OiPr)4 、 MnAc2.4H20 、 CoAc2-4H20、 Nb(OC2H5)4、 Ti(OBu)4、 NiAc4.H20、 ZnAc2.2H20、 Ti(OiPr)4、 C22H440Sn或La(N03)3'6H20等。其中Bu是丁基，iPr是异丙基，Ac是醋 酸根。
所述的聚合物是聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯垸酮、聚丙烯腈、聚丙烯、 聚氨酯、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯或聚已内酯等；所述的 催化剂包括乙酸、硝酸或盐酸；所述的溶剂选自乙醇、二甲苯、N,N-二 甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、 二氯甲垸(CH2C12)、氯仿(CHC13)、 甲苯、丙酮、水中的1 5种混合。所配制成的纤维壳层材料溶液的浓度为0.5wt % 30wt%。
相变核材料液体是相变材料熔融体或共熔体，共熔体系比例不同，相变 温度不同。
本发明的多级相变微纳米复合纤维能够作为太阳能利用、建筑节能、军
事、航空以及民用的贮能材料。 本发明具有如下优点
(1) 具有不同相变温度的相变核材料独立封装，具有多级相变区间，适 用于不同环境的储能要求，比如四季或海拔的变化，并且纤维热稳定性好。
(2) 具有核一壳结构的微纳米纤维尺寸小且核、壳材料都可以是有机/ 无机复合材料，提高了相变材料的热传递和使用效率。
(3) 独立控制电纺中各通道的组分，可以一步法得到具有多级相变温度 的复合纤维，制备程序简单，通过控制各流体的进样速度，可以得到具有不 对称内部结构，调节微纳米复合纤维在不同相变温度的相变焓，灵活的调节 该复合纤维的性质。 .
(4) 采用多流体复合电纺，可以提高相变核材料的含量，从而提高相变 纤维单位质量的相变热容量。
图l.本发明纤维断面结构示意图；其中
图la lf是以三通道内流体(核材料)为例，说明用图2a装置制备的复
合纤维的断面结构；图lg lo是以双通道内流体(核材料)为例，说明用图
2b装置制备的复合纤维的断面结构。
图2a本发明所用的三通道静电纺丝装置进行复合电纺的示意图。 图2b本发明所用的双通道静电纺丝装置进行复合电纺的示意图。 图3.本发明实施例1所述的包覆正十六垸和正十八烷的复合纤维经过高
温煅烧，除去正十六烷和正十八烷后所得到的双通道管状纤维的电镜照片。
附图标记
1.核材料 2.壳材料
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明做进一歩的具体描述，但本发明的实施方式不 限于此，不能理解为对本发明保护范围的限制。 实施例1.
取0.3gPVP， 3gTi(OBu)4， 2mL乙酸，5mL乙醇混合作为壳层溶液，以 正十六烷和正十八烷为核溶液，按照如图2a的实验装置(2内流体通道)进 行纺丝。外部环境温度25。C，相对湿度50%，静电纺丝电压25—30KV，喷丝头与收集板间距离30cm，在两个内流体(核材料)通道中同时注入正十六 烷和正十八垸，核溶液流速lmL/h，壳溶液流速8 — 10 mL/h，用收集板收集 所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为2 — 5pm。差热分析(DSC)结果表明此种相变储 能纤维的相变熔化温度峰值是17。C和28。C，体现了多级相变的性质，并且经 过5次循环后，相变温度没有明显的变化，说明两种相变材料均独立包封在 纤维内部。如图3所示，是该纤维经过高温煅烧后，除去正十六烷和正十八 垸后的电镜照片，说明所制备的纤维具有多通道的管状结构。此种纤维可用 于民用服装，避免体温过高或过热，已达到更舒适的效果。
实施例2.
取2gPVP， 6gTi(OiPr)4， 2mL乙酸，10mL乙醇混合作为壳层溶液，以 正十六烷，正二十二垸，正三十烷为核层溶液，按照如图2a的实验装置进行 紡丝。外部环境温度28。C，相对湿度40%，静电纺丝电压20—25KV，喷丝 头与收集板间距离20cm，在三个内流体(核材料)通道中分别注入正十六垸， 正二十二烷，正三十烷，核溶液流速1.5mL/h，壳层溶液流速5 — 8mL/h，用
收集板收集所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为0.5—4)am。差热分析结果表明此种相变纤维分别 在17°C， 44°C， 68"C出现熔融相变峰，说明该种纤维具有多级相变的性质。 此种纤维可用于建筑材料，以适用于昼夜温差比较大的地区，对于节能储能 有重要意义。
实施例3.
取0.1molNiAc2.4H20溶解于lmol无水乙醇中，然后加入O.lmol HN03 搅拌，几个小时后加入O.lmol Ti(OiPr)4，搅拌5小时。加入浓度为14wt% PVAc 的DMF溶液，搅拌均匀。MTi03溶胶与PVAc溶液的质量比是0.7:1 。所配成 的溶胶作为壳层溶液，以十醇，十二醇，十六醇，二十醇为核层溶液，按照 类似如图2a的实验装置进行纺丝(4内流体通道)。外部环境25°C，相对湿 度70%，静电纺丝电压10 — 15KV，喷丝头与收集板间距离15cm，在四个内 流体(核材料)中分别注入十醇，十二醇，十六醇和二十醇，核溶液流速0.7 mL/h，壳层溶液流速l一5mL/h，用收集板收集所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为3—6pm。差热分析结果表明此种相变纤维的相变熔化温度分别是7t:， 26°C， 48°C， 65°C，体现了多级相变的性质。该纤维有 望用于建筑储能材料，用于昼夜和四季温差大的地区，保持室内良好的舒适 度。
实施例4
取2gPVP， 6gTi(OiPr)4， 2mL乙酸，10mL乙醇混合作为壳层溶液，以 正十六垸，正癸酸为核层溶液，按照如图2b的实验装置进行纺丝。外部环境 温度25t，相对湿度50%，静电纺丝电压35—40KV，喷丝头与收集板间距 离35cm，在两个内流体(核材料)通道中分别注入正十六烷，正癸酸，流速 1.5mL/h，壳层溶液流速10—15mL/h，用收集板收集所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为5 —8pm。差热分析结果表明此种相变纤维分别在 17°C， 36T:出现熔融相变峰，说明该种纤维具有多级相变的性质。此种纤维 有望用于军事红外伪装领域，使得军事目标的温度与周围环境的温度保持相 同。
实施例5
以浓度为13wtXPMMA的DMF溶液作为壳层溶液，以正十四醇，正三 十垸两种物质为核层溶液，按照如图2b的实验装置进行纺丝。外部环境28 。C，相对湿度60%，静电纺丝电压28 — 30KV，喷丝头与收集板间距离25cm， 在两个内流体(核材料)通道中分别注入正十四醇，正三十烷，流速2mL/h， 壳层溶液流速6—10mL/h，用收集板收集所制备的纤维。
所制备的纤维的外直径为6—10pm。差热分析结果表明此种相变纤维的 相变熔化温度分别是37°C， 67°C，具有多级相变的性质。此纤维可用于航空 储能领域。
实施例6
以浓度为6wt%PAN的DMF溶液为壳层溶液，正十八烷和十六醇为核层 溶液，按照如图2b的实验装置进行纺丝。外部环境26°C，相对湿度50%， 静电紡丝电压30—35KV，喷丝头与收集板间距离30cm，内流体(核材料) 通道正十八烷的流速为1.5mL/h，十六醇的流速为0.8mL/h，壳层溶液流速10 _12mL/h，用收集板收集所制备的纤维。
纤维的外直径为2—6pm。纤维经过高温煅烧除去相变材料后，中间的内
径分别为l一1.5pm， 0.5 — lpm。差热分析结果表面此种相变纤维的相变熔化 温度分别是28。C， 48°C，具有多级相变的性质。该纤维可用于砖瓦、墙板、 天花板等建筑结构材料中进行太阳能贮存，白天接受太阳辐射，吸收太阳能， 夜间释放出来以保持室温，使室内保持良好的舒适度。
实施例7
以浓度为10wt^PMMA的DMF溶液作为壳层溶液，以辛酸(八酸)，癸 酸(十酸)两种物质为核层溶液，按照如图2a的实验装置进行纺丝(2内流 体通道)。外部环境26。C，相对湿度80%，静电纺丝电压25—28KV，喷丝头 与收集板间距离25cm，在两个内流体(核材料)通道中分别注入辛酸和癸酸， 流速2.0mL/h，壳层溶液流速12—15mL/h，用收集板收集所制备的纤维。
所制备的纤维的外直径为4一6pm。差热分析结果表明此种相变纤维的相 变熔化温度分别是17°C， 36°C，具有多级相变的性质。该纤维可用于运动服 装，避免运动时体温过高或过热，使身体始终保持较舒服的状态。
实施例8.
以浓度为12wt%PCL的CH2C12溶液为壳层溶液，以癸醇(十醇)，十二 醇，十四醇三种物质为核层溶液，按照如图2a的实验装置进行纺丝。外部环 境温度28。C，相对湿度70%，静电纺丝电压28—30KV，喷丝头与收集板间 距离30cm,三个内流体(核材料)通道流速分别为，0.5mL/h， lmL/h， L5mL/h， 壳层溶液流速5 —8mL/h，用收集板收集所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为2 — 6pm。经过高温煅烧除去相变材料后，中间的 内径分别为0.5 — l)am ， 0.8 — 1.2pm， 1.5—2pm。差热分析结果表明此种纤维 的相变熔化温度分别是7'C， 26°C， 38°C，具有多级相变的性质，并且可以通 过调节各种内流体的流速来调节不同相变温度下的相变烚。此种纤维有望用 于服装业，防止体温过冷或过热。
实施例9.
以浓度为15wt%PAN的CHC13溶液为壳层溶液，以组成为33wt%Na2S04 + 54wt%H20+7wt%NaCl+6wt%NH4Cl溶盐为一种内流体，以癸酸(十酸) 为另一种内流体，按照如图2a的实验装置进行纺丝(2内流体通道)。外部环 境温度25'C，相对湿度50%，静电纺丝电压28—35KV，喷丝头与收集板间
距离30cm，内流体(核材料)流速1.5mL/h，壳层溶液流速15—20 mL/h，用
收集板收集所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为1.5 — 5pm。差热分析结果表明此种相变纤维的熔 化温度峰值分别为13°C， 36°C，是具有多级相变性质的有机无机复合相变材 料。该纤维可用于航空服装，以适应于不同的温度需要。
实施例10
以浓度为15wt % PU的THF溶液为壳层溶液，以组成为 17.3wt°/。CaCl2+82.7wt%CH3CONH2有机/无机混合物为 一 种内流体，以 C6HsCOOCH2C6H5为另一种内流体，按照如图2b的实验装置进行纺丝。外部 环境26。C，相对湿度55%，静电纺丝电压15—20KV，喷丝头与收集板间距 离18cm，内流体(核材料)速度1.8mL/h，壳层溶液流速8 — 12 mL/h，用收 集板收集所制备的纤维。
所制备纤维的外直径为5 — 8拜。差热分析结果表明此种相变纤维的熔化 温度分别为46°C， 19.4°C，是具有多级相变性质的有机无机复合相变纤维。 该纤维可用于医疗器械，可防止局部温度过高或过冷。
权利要求
1.一种多级相变微纳米复合纤维，其特征是通过静电纺丝工艺制备出的多级相变微纳米复合纤维是由纤维壳，和由封装有不同相变温度的相变核材料构成的多通道纤维核-壳结构，具有不同相变温度的相变核材料分别独立封装于所述的通道中。
2. 根据权利要求1所述的多级相变微纳米复合纤维，其特征是所述的复合纤维的外直径为0.5 10)im，所述的多通道纤维核的通道为2个或2个以上。
3. 根据权利要求1或2所述的多级相变微纳米复合纤维，其特征是所述的多级相变微纳米复合纤维的相变温度在0 8(TC之间。
4. 根据权利要求1所述的多级相变微纳米复合纤维，其特征是所述的纤维壳材料选自无机金属氧化物和/或聚合物中的1 3种。
5. 根据权利要求4所述的多级相变微纳米复合纤维，其特征是所述的无 机金属氧化物是NiFe204、 Fe304、 MgTi03、 NiTi03、 A1203-B203、 Ce02、 Zr02、 A1203、 Ge02、 Mn203-Mn304、 Co304、 Nb2Os、 Ti02、 NiO、 ZnO、 Sn02 或La20i04;所述的聚合物是聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯垸酮、聚丙烯腈、聚 丙烯、聚氨酯、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯或聚已内酯。
6. 根据权利要求1所述的多级相变微纳米复合纤维，其特征是所述的具有不同相变温度的相变核材料是无机化合物、有机化合物、有机/有机的共 熔物、有机/无机的共熔物或无机/无机的共熔物。
7. 根据权利要求6所述的多级相变微纳米复合纤维，其特征是所述的无机化合物选自NaCO3.10H2O、 Na2HP0412H20、 CaCl2.6H20、 Na2SO4.10H2O、 KF.10H2O、 LiNO3-10H2O、 MgI2.8H20、 Zn(N03)26H20或FeCl36H20中的1 5种；所述的有机化合物选自石蜡类中的一种、脂肪酸类中的一种、酯类中的 一种或醇类中的一种；所述的有机/有机共熔物是石蜡类中的2 5种的混合物、脂肪酸类中的 2 5种的混合物、酯类中的2 5种的混合物或醇类中的2 5种的混合物；所述的有机/无机共熔物是NaN03+KN03+CO(NH2)2 、 CaCl2+CH3CONH2、 NH4N03+CO(NH2)2或顺船3+NaN03+CO(NH2)2 ;所述的无机/无机共熔物是CaCi2 + NaCl + KC1 + H20 、 Ca(N03)2.4H20+Mg(N03)2-6H20 、 Mg(N03)2.6H20+MgCl6.H20 、 Mg(N03)3.6H20+Al(N03)3.9H20或Mg(N03)36H20+NH4N03 ;所述的石蜡类是正十四垸 正三十六烷； 所述的脂肪酸类是辛酸 二十烷酸；所述的酯类是C6H5COOC6H5、 C3H7COOC6H5、 C6H5COOCH2C6H5 、 CH3OOC(CH2)8COOCH3 、 C6H4(COOCH3)2 、 (CH3)2NC6H4COOC2H5 或 FC6H4COOC2H5;所述的醇类是十醇 二十二醇。
8. —种根据权利要求1 7任一项所述的多级相变微纳米复合纤维的制备 方法，其特征是，该方法是采用高压静电纺丝技术，将纤维壳层材料溶液装 入注射器中，将相变核材料溶液通过注射泵注入到注射器中的多通道中并到 达喷丝头，同时通过加热套对注射器进行加热，使高熔点的相变核材料保持 熔融状态，然后进行静电纺丝，并用铝铂收集板收集样品，得到具有多通道 纤维核一壳结构的多级相变微纳米复合纤维；所述的高压静电纺丝过程中，电压为10 40KV,喷丝头与收集板之间的 距离为10 35cm，相变核材料液体的流速为0.1 10mL/h，壳材料的流速为 1 20mL/h，相对湿度10% 90%;所述的相变核材料液体是相变材料熔融体或共熔体，共熔体系比例不同， 相变温度不同。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征是所述的纤维壳层材料溶液通过 以下方法制备得到将选自无机金属氧化物前驱体和/或聚合物中的1 3种与溶剂混合，并加 入催化量的催化剂，配成纤维壳层材料溶液，溶液的浓度为0.5wt% 30wt%;所述的金属氧化物前驱体是FeCl3、 FeCl2、 Mg(OC2H5)2、 NiAc24H20、 AlAc3、 Ce(N03)4、 ZrOCl2.8H20 、 Al(OBu)3 、 Ge(OiPr)4 、 MnAc2.4H20 、 CoAc2-4H20、 Nb(OC2H5)4、 Ti(OBu)4、 MAc4'H20、 ZnAc2.2H20、 Ti(OiPr)4、 C22H44OSn或La(N03)3'6H20;其中Bu是丁基，iPr是异丙基，Ac是醋酸 根；所述的聚合物是聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯垸酮、聚丙烯腈、聚丙烯、 聚氨酯、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯或聚已内酯； 所述的催化剂是乙酸、硝酸或盐酸.， 所述的溶剂选自乙醇、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氯 甲烷、氯仿、甲苯、丙酮、水中的1种 5种混合。
10.—种根据权利要求1 7任一项所述的多级相变微纳米复合纤维的用 途，其特征是，所述的多级相变微纳米复合纤维能够作为太阳能利用、建筑 节能、军事、航空以及民用的贮能材料。
全文摘要
本发明属于相变材料领域，特别涉及多级相变储能微纳米复合纤维及其电纺制备方法，以及该多级相变储能微纳米复合纤维的用途。通过静电纺丝工艺制备出的多级相变微纳米复合纤维是由纤维壳，和由封装有不同相变温度的相变材料的纤维核构成的多通道纤维核—壳结构，具有不同相变温度的相变核材料分别独立封装于所述的通道中。所述的多通道纤维核的通道为2个或2个以上，多级相变微纳米复合纤维的相变温度在0～80℃之间。该相变纤维可在不同温度或温度变化大的外部环境中使用，其微纳米结构提高了相变材料的热传递效率，采用一步法得到具有多级相变温度的复合纤维，制备工艺简单，可操作性强。
文档编号D01D5/34GK101353827SQ20071011948
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月25日 优先权日2007年7月25日
发明者孙中伟, 曹新宇, 雷 江, 女 王, 勇 赵 申请人:中国科学院化学研究所