1.一种聚苯胺光致热储能纳米纤维,其特征在于:含有光热转换和储能调温的芯层,及包覆所述芯层的鞘层;
芯层为光热转换材料和储能调温材料;鞘层为高分子材料。
2.根据权利要求1所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维,其特征在于:所述的光热转换材料为聚苯胺,由苯胺单体通过乳液聚合方法形成;所述的储能调温材料为脂肪酸酯类的相变材料,可以选用十二酸十二酯、十四酸十四酯或十六酸十六酯相变材料中的一种,其中相变温度为25~50℃,潜热值≥200J/g;所述的高分子材料为聚乙烯醇,选用分子量为11~13万,醇解度为88%~98%。
3.一种如权利要求1所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:首先制备聚苯胺/相变材料的O/W乳液;
再制备聚苯胺/相变材料/聚乙烯醇O/W型乳液的纺丝液;
最后通过静电纺丝制备聚苯胺光致热储能纳米纤维。
4.根据权利要求3所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:聚苯胺/相变材料的O/W乳液的制备,包括以下步骤,(1)配制第一型乳化剂的水溶液,再将相变材料加入第一型乳化剂水溶液中,在80℃下,以8000r/min转速搅拌30min后,得到相变材料的O/W型乳液;
(2)配制第二型乳化剂的水溶液,再将苯胺加入第二型乳化剂水溶液中,在50℃下,以
6000r/min转速搅拌20min后,得到苯胺的O/W型乳液;
(3)将相变材料的O/W型乳液和苯胺的O/W型乳液冷却至0~5℃,然后在连续搅拌下混合,形成苯胺/相变材料的复合乳液;再向苯胺/相变材料的复合乳液加入1M盐酸,在冰水浴条件下,以1000r/min转速搅拌0.5h,再加入过硫酸铵的水溶液,继续以500r/min转速搅拌
10h;反应完成后,向得到乳液中滴微量的0.05M氢氧化钠,调节pH值至4~5,再抽滤浓缩乳液,得到聚苯胺/相变材料的O/W型乳液。
5.根据权利要求3所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:聚苯胺/相变材料/聚乙烯醇O/W型乳液的纺丝液的制备,包括以下步骤,(1)将聚乙烯醇加入冷水中混合,移至250ml的三口烧瓶中,然后在恒温水浴锅中并升温至90℃,以200r/min转速搅拌3h得到聚乙烯醇水溶液;
(2)将聚乙烯醇水溶液加入聚苯胺/相变材料的O/W型乳液混合,在80℃下,以10000r/min转速搅拌0.5h后,静置待冷却至室温,加入交联剂,继续搅拌10min后,超声消除气泡;得到聚苯胺/相变材料/聚乙烯醇O/W型乳液的纺丝液。
6.根据权利要求3所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:静电纺丝,包括以下步骤,将聚苯胺/相变材料/聚乙烯醇O/W型乳液的纺丝溶液加入到静电纺丝装置的注射器中,纺丝针头为21号针头,在纺丝电压为18~22KV,乳液流速为1~1.5mL/h,接收速度为80~100rpm,纺丝距离为12~18cm,平移距离为100mm,纺丝温度和湿度分别控制在25~30℃和50%~60%下进行静电纺丝收集到聚苯胺光致热储能纳米纤维。
7.根据权利要求3所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:以质量百分数计,聚苯胺光致热储能纳米纤维的纺丝溶液主要由以下的原料制成:高分子材料
9.1%~13.7%、光热转换材料3.6%~6.0%、储能调温材料4.5%~6.8%、乳化剂0.9%~
1.7%以及溶剂71.9%~81.8%。
8.根据权利要求4所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:第一乳化剂和第二乳化剂分别为十二烷基硫酸钠和吐温‑20;苯胺为聚合单体;过硫酸铵为引发剂;盐酸为氧化剂和掺杂剂;溶剂为去离子水;氢氧化钠为pH调节剂。
9.根据权利要求5所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:交联剂为戊二醛,溶剂为去离子水。
10.根据权利要求6所述的聚苯胺光致热储能纳米纤维的制备方法,其特征在于:制备得到苯胺光致热储能纳米纤维的纤维直径为400~800nm;光热转换效率为60%~80.0%;
潜热值为40~65J/g;断裂强度为10.0~18.0MPa。