湿法纺丝制备PAN/相变微胶囊复合相变纤维及其性能研究

以聚脲包覆正十八烷形成相变微胶囊(MPCM)乳液作为相变改性剂,与聚丙烯腈(PAN)共混制备纺丝原液,通过湿法纺丝制备不同MPCM含量的PAN/MPCM复合相变纤维,分析了MPCM乳液的化学结构、粒径分布、热性能及热稳定性,研究了相变纤维的表面形貌、热性能、结晶性能、力学性能及热循环性能。结果表明:MPCM乳液固体粒子粒径分布均一,平均粒径为634.3 nm,在31.4℃和20.3℃发生相变现象,相变焓值可达166.0 J/g,具有良好的相变性能,且热稳定性较好;相变纤维粗细均匀,直径为175μm左右,随着MPCM含量的增加,纤维表面变得不光滑且有明显凸起的微胶囊小球;随着MPCM含量的增加,相变纤维的热性能明显提高,结晶性能及力学性能也有所提高;当MPCM质量分数为8.7%时,相变纤维的熔化温度为29.3℃,凝固温度为22.1℃,熔化焓为44.1 J/g,凝固焓为44.1 J/g,具有良好的热性能,且经50次热循环后的相变温度及相变焓值与经1次热循环后的基本保持一致,具有良好的热循环稳定性;当MPCM质量分数为8.7%时,相变纤维的断裂强度为0.52 cN/dtex,断裂伸长率为35.01%,模量为1.19 GPa。