CN117187979A - 一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光/电‑热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，属于功能纤维材料领域。本发明是将聚乙二醇与二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂，生成预聚体，再加入扩链剂，得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；将碳纳米材料经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，干燥得到聚氨酯复合相变材料；将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒纺丝，得到光/电‑热转换连续聚氨酯相变纤维。本发明的优点是纤维相变焓值达100.12J/g，断裂强度达1.17cN/dtex，断裂伸长率在75.40％，以及良好的导热性等，使得连续聚氨酯相变纤维在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.69％，在8V电压下电热转换效率达到56.26％。
Description
技术领域
本发明涉及一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，属于功能纤维材料领域。
背景技术
在人类的生活中，纺织品是人体的第一层保护性屏障。但随着社会的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对纺织品的要求越来越高。传统纤维制得的纺织品只能通过减小热对流、控制热传导以及降低热辐射来实现单向保温，但保温功能受气候和湿度的影响，难以满足人们对舒适性的要求。相变纤维能够适应周围环境温度的变化，通过相变材料的相态转变，发生吸放热，实现对纤维内部温度的调控，其作为一种具有双向温度调节功能的织物而备受人们关注。
目前，相变纤维的制备方法包括中空纤维填充法、静电纺丝法、湿法纺丝法和熔融纺丝法。其中，熔融纺丝法是一种不使用任何溶剂的清洁方法，其是将相变材料与聚合物熔体共混再经纺丝制备连续相变纤维的，在连续相变纤维的制备中占据极为重要的地位。但采用上述方法制得的相变纤维的相变材料添加量有限，导致制得的相变纤维的相变焓低，调温能力差。此外，相变纤维普遍存在导电、导热性和吸光性差，对不同形式能量(如光能、电能)转换效率低等问题，限制了相变纤维在热管理、能量转换和存储方面的应用。因此，通过熔融纺丝法开发一种具有较高相变焓值、具有光/电-热转换和存储功能的连续相变纤维对于提高其能源利用率、拓宽其应用范围具有重要意义。
本发明的目的是开发一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维及其制备方法，该光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维是将具有强吸光性和高导热、导电性的碳纳米材料加入到合成的聚氨酯相变材料中，再通过熔融纺丝得到的。其中，强吸光性和高导热、导电性的碳纳米材料为碳纳米管和石墨烯中的一种。本发明的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维相变焓值达100.12J/g，断裂强度达1.17cN/dtex，断裂伸长率在75.40％。此外，碳纳米材料的存在赋予连续聚氨酯相变纤维良好的导热性(导热系数为0.431W/m-1·K-1)，使得连续聚氨酯相变纤维在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.69％，在8V电压下电热转换效率达到56.26％。所得光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维对于提高能源利用率并拓宽其在热管理领域中的应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维及其制备方法，所述的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维是将具有强吸光性和高导热、导电性的碳纳米材料加入到合成的聚氨酯相变材料中，再通过熔融纺丝得到的。其中，强吸光性和高导热、导电性的碳纳米材料为碳纳米管和石墨烯中的一种。本发明的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维相变焓值达100.12J/g，断裂强度达1.17cN/dtex，断裂伸长率在75.40％。此外，碳纳米材料的存在赋予连续聚氨酯相变纤维良好的导热性(导热系数为0.431W/m-1·K-1)，使得连续聚氨酯相变纤维在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.69％，在8V电压下电热转换效率达到56.26％。
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维，所述的聚氨酯相变材料质量百分数为90％～97％，碳纳米材料质量百分数为3％～10％。
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙二醇与二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在40～70℃反应2～8h生成预聚体；再加入扩链剂，升温到80～100℃反应4～10h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；其中聚乙二醇的分子量为2000-20000；
(2)将经酸处理后的碳纳米材料超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的碳纳米材料和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以一定的挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油、卷绕得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维；所述的熔融纺丝的料筒温度在125-150℃，喷丝头孔径为0.5mm，挤出速度4.5m/min，卷绕速度9-27m/min；
所述的聚氨酯相变材料质量百分数为90％～97％，碳纳米材料质量百分数为3％～10％。
在本申请中利用聚乙二醇制备的聚氨酯相变材料，为实现具有有效提高热利用效率、实现光热和电热转换并通过相变实现对热能的存储的效果，根据现有技术中公开的制备聚氨酯所采用聚乙二醇的分子量一般小于600，才可能实现纺丝，对于分子量超出2000的则无相关纺丝公开技术文献。如果采用了聚乙二醇分子量小于600的，则无法实现本申请的目的，其中最突出的特点是分子量小于600的聚乙二醇不具有储能的效果。而采用相对大分子量的聚乙二醇，则对于纺丝制成纤维则成为技术上的障碍。所以，这两者之间其实是一对矛盾体。所以，本申请在采用了大分子量的聚乙二醇的情况下，通过特定的纺丝参数调整，可以实现本申请材料的纤维制备。
优选的，所述的二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。
优选的，所述的扩链剂为N-苯基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇、三羟甲基氨基甲烷的任意一种。
有益效果
1、本发明制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维中含有具有高导热性的碳纳米材料，碳纳米材料的加入有效提高了连续聚氨酯相变纤维的导热性能，可促进热量传递到连续聚氨酯相变纤维内部或释放到外部环境中，有效提高热利用效率。
2、本发明制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在太阳光照下或者施加外电压下，可以碳纳米材料为触发器，实现光热和电热转换并通过相变实现对热能的存储。
附图
图1为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的DSC曲线图。
图2为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的应力-应变曲线图。
图3(a)为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的在不同光照强度下的温度变化曲线。
图3(b)为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的在不同光照强度下的光热转换效率。
图4(a)为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在不同电压下的温度变化曲线。
图4(b)为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在不同电压下的电热转换效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，40℃反应8h生成预聚体；加入N-苯基二乙醇胺，升温到80℃反应10h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将多壁碳纳米管经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的多壁碳纳米管和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
附图1为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的DSC测试结果图，所对应的熔化相变焓为100.12J/g，结晶相变焓为97.87J/g；以上结果说明所得光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维具有较高的相变焓值和优异的相变调温功能。
附图2为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的应力-应变曲线图，所对应的断裂强度为1.17cN/dtex，对应的断裂伸长率在75.40％，以上结果说明所得光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维具有良好的强度。
图3为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在不同光照强度下的(a)温度变化曲线和(b)光热转换效率，所得光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.69％。
图4为实施例1制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在不同电压下的(a)温度变化曲线和(b)电热转换效率，所得光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维在8V电压下电热转换效率达到56.26％。
实施例2
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在40℃反应8h生成预聚体；再加入N-苯基二乙醇胺，升温到80℃反应10h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将石墨烯经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的石墨烯和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为98.96J/g，结晶相变焓为96.31J/g，断裂强度为1.15cN/dtex，断裂伸长率78.72％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.01％，在8V电压下电热转换效率达到55.87％。
实施例3
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与异氟尔酮二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在60℃反应6h生成预聚体；再加入N-甲基二乙醇胺，升温到80℃反应8h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将多壁碳纳米管经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的多壁碳纳米管和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为99.53J/g，结晶相变焓为97.32J/g，断裂强度为1.14cN/dtex，断裂伸长率77.95％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达79.91％，在8V电压下电热转换效率达到55.13％。
实施例4
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与异氟尔酮二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在60℃反应6h生成预聚体；再加入N-甲基二乙醇胺，升温到80℃反应8h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将石墨烯经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的石墨烯和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为98.27J/g，结晶相变焓为95.94J/g，断裂强度为1.13cN/dtex，断裂伸长率74.02％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.47％，在8V电压下电热转换效率达到55.99％。
实施例5
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与4,4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在45℃反应6h生成预聚体；再加入1,4-丁二醇，升温到85℃反应8h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将多壁碳纳米管经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的多壁碳纳米管和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为98.45J/g，结晶相变焓为96.03J/g，断裂强度为1.18cN/dtex，断裂伸长率79.01％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达80.74％，在8V电压下电热转换效率达到56.98％。
实施例6
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与4,4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在45℃反应6h生成预聚体；再加入1,4-丁二醇，升温到85℃反应8h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将石墨烯经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的石墨烯和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为100.57J/g，结晶相变焓为98.26J/g，断裂强度为1.17cN/dtex，断裂伸长率79.52％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达79.02％，在8V电压下电热转换效率达到55.07％。
实施例7
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与4,4’－二苯基甲烷二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在45℃反应6h生成预聚体；再加入三羟甲基氨基甲烷，升温到100℃反应4h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将多壁碳纳米管经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的多壁碳纳米管和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为98.11J/g，结晶相变焓为95.97J/g，断裂强度为1.14cN/dtex，断裂伸长率76.28％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达78.54％，在8V电压下电热转换效率达到54.19％。
实施例8
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与4,4’－二苯基甲烷二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在45℃反应6h生成预聚体；再加入三羟甲基氨基甲烷，升温到100℃反应4h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将石墨烯经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的石墨烯和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为97.76J/g，结晶相变焓为95.18J/g，断裂强度为1.16cN/dtex，断裂伸长率73.93％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达78.75％，在8V电压下电热转换效率达到54.91％。
实施例9
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与六亚甲基二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在60℃反应8h生成预聚体；再加入1,4-丁二醇，升温到85℃反应6h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将多壁碳纳米管经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的多壁碳纳米管和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为97.42J/g，结晶相变焓为94.96J/g，断裂强度为1.12cN/dtex，断裂伸长率80.05％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达77.94％，在8V电压下电热转换效率达到54.09％。
实施例10
一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与六亚甲基二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在60℃反应8h生成预聚体；再加入1,4-丁二醇，升温到85℃反应6h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将石墨烯经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的石墨烯和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为96.66J/g，结晶相变焓为93.91J/g，断裂强度为1.12cN/dtex，断裂伸长率80.05％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达77.78％，在8V电压下电热转换效率达到54.52％。
实施例11
一种相变聚氨酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与环己基甲烷二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在60℃反应8h生成预聚体；再加入N-苯基二乙醇胺，升温到100℃反应4h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将多壁碳纳米管经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的多壁碳纳米管和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为96.07J/g，结晶相变焓为93.19J/g，断裂强度为1.14cN/dtex，断裂伸长率73.72％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达76.58％，在8V电压下电热转换效率达到53.96％。
实施例12
一种相变聚氨酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)将聚乙二醇与环己基甲烷二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在60℃反应8h生成预聚体；再加入N-苯基二乙醇胺，升温到100℃反应4h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；
(2)将石墨烯经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；其中，酸处理的石墨烯和聚氨酯相变材料的质量比为3：100；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以4.5m/min挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油，以18m/min卷绕速度得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维。
本实施例制备的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维熔化相变焓为95.75J/g，结晶相变焓为93.27J/g，断裂强度为1.15cN/dtex，断裂伸长率73.53％，在120mW/cm2光照下的光热转换效率可达76.14％，在8V电压下电热转换效率达到53.57％。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚乙二醇与二异氰酸酯溶于甲苯中，并在溶液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在N2保护下，在40～70℃反应2～8h生成预聚体；再加入扩链剂，升温到80～100℃反应4～10h得聚氨酯相变材料的甲苯溶液；其中聚乙二醇的分子量为2000-20000；
(2)将碳纳米材料经酸处理后超声分散在甲苯溶液中，再将上述分散液逐滴加入到聚氨酯相变材料的甲苯溶液中，均匀混合2h，得到均一的聚氨酯复合相变溶液，干燥得到聚氨酯复合相变材料；
(3)将干燥后的聚氨酯复合相变材料放入熔融纺丝机料筒中5min，使物料充分熔融，然后以一定的挤出速度将物料通过喷头挤出，丝条经冷却、上油、卷绕得到光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维；所述的熔融纺丝的料筒温度在125-150℃，喷丝头孔径为0.5mm，挤出速度4.5m/min，卷绕速度9-27m/min；
所述的聚氨酯相变材料质量百分数为90％～97％，碳纳米材料质量百分数为3％～10％。
2.根据权利要求1所述的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，其特征在于，所述的二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、或环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的光/电-热转换连续聚氨酯相变纤维的制备方法，其特征在于，所述的扩链剂为N-苯基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇、或三羟甲基氨基甲烷中的任意一种。
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