CN104389046A - 一种纳米相变储能发光纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的纳米相变储能发光纤维,包括:聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以上述组分总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占上述总质量的10%-30%。本发明还公开的纳米相变储能发光纤维的制备方法,以聚氨酯类固-固相变材料为成纤聚合物,以苯甲酸类三元稀土配合物为发光材料,以乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺为复合溶剂,通过静电纺丝技术制备出直径30-100nm的相变储能发光纤维。该相变发光纤维具有热能存储和释放的相转变焓值高,相转变速率快,发光性能稳定,荧光寿命长等特点,可广泛应用于医药卫生、电子信息服装等领域。
Description
技术领域
本发明属于功能纤维领域,具体涉及一种纳米相变储能发光纤维,本发明还涉及一种纳米相变储能发光纤维的制备方法。
背景技术
相变储能材料是一种通过相态变化能够将多余的热能进行储存并在需要时再释放出来的功能材料。基于热能存储与释放功能,其可以对周围的环境温度进行智能调控,使其处于一个恒定的温度区间。目前已见报道的相变储能纤维主要是将具有相变储能功能的相变材料与成纤聚合物共混,所得相变纤维的相变焓值较低。而近期报道的可直接熔融加工的聚氨酯类固-固相变材料由于结晶速率慢而使其相转变功能受限,无法满足热能的快速存储和释放需求。加入成核剂是提高聚合物结晶速率的最佳办法,但二氧化钛等已见报道的成核剂在聚合物中很难达到纳米级分散,这对于纳米纤维的制备将产生不利影响。
苯甲酸类稀土发光材料由于苯甲酸类化合物种类多、成本低、易于改性,且与稀土离子具有较好的能级匹配等特点成为稀土发光材料中不可或缺的重要成员。但由于高温熔融加工易于变色分解,直接与聚合物共混难以均匀分散、添加量低、荧光强度下降,在不同温度环境中色纯度降低等缺点在发光变色材料以及荧光防伪纤维中的应用受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米相变储能发光纤维,该发光纤维是直径在30-100nm的相变储能发光纤维,在10℃-60℃范围内具有热能存储和释放的相转变焓值高,相转变速率快,发光性能稳定,荧光寿命长等特点,可广泛应用于医药卫生、电子信息和智能服装等领域。
本发明的另一目的是提供一种纳米相变储能发光纤维的制备方法。
本发明所采用的第一技术方案是,一种纳米相变储能发光纤维,包括以下组分:聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的10%-30%。
本发明的特点还在于,
聚氨酯类固-固相变材料的数均分子量为5-10万,其分子式如下所示:
聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为10-20万,其分子量分布为1.2-2。
苯甲酸类三元稀土发光材料其结构通式是:Ln(L1)3L2,Ln为稀土元素Eu、Tb、Sm和Dy中的一种;L1为苯甲酸、对甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、对氯苯甲酸中的一种;L2为1,10-邻菲啰啉、2,2′-联吡啶中的一种。
本发明所采用的第二技术方案是,一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称量,聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的10%-30%;
步骤2、将称量的聚氨酯固-固相变材料溶于N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液;
步骤3、将称量的聚甲基丙烯酸甲酯溶于N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液;
步骤4、将称量的苯甲酸类三元稀土发光材料溶于N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液;
步骤5、将步骤2、步骤3和步骤4中得到的透明溶液均匀混合制成纺丝溶液,将其装入静电纺丝设备中利用静电纺丝技术进行静电纺丝,得到纳米相变储能发光纤维。
本发明的特点还在于,聚氨酯固-固相变材料与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100;所述聚甲基丙烯酸甲酯与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100;所述苯甲酸类三元稀土发光材料与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100;乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0-1:2-3。
步骤2、步骤3和步骤4中配制透明溶液时的配置条件为65℃-80℃条件下磁力搅拌1.5h-2.5h;所述纺丝条件为:温度:20-30℃;湿度:55%-65%;纺丝的电压:10-25KV;接收距离:15-30cm;纺丝液推进速度0.1-5ml/h,时间为45min-75min。
聚氨酯类固-固相变材料的数均分子量为5-10万,其分子式如下所示:
聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为10-20万,其分子量分布为1.2-2。
苯甲酸类三元稀土发光材料其结构通式是:Ln(L1)3L2,Ln为稀土元素Eu、Tb、Sm和Dy中的一种;L1为苯甲酸、对甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、对氯苯甲酸中的一种;L2为1,10-邻菲啰啉、2,2′-联吡啶中的一种。
本发明的有益效果是:本发明以聚氨酯固-固相变材料为主要成纤聚合物,利用苯甲酸类三元稀土发光材料可溶解的特点,将其均匀分散于聚氨酯固-固相变材料的纺丝溶液中,实现分子级分散。再利用静电纺丝技术制备成纳米相变储能发光纤维。在这种纳米纤维中,具有较高相转变焓值的聚氨酯固-固相变材料为纤维的相变储能功能提供了保证,均匀分布于纤维中的苯甲酸类三元稀土发光材料的纳米级颗粒较好地起到了成核剂作用,极大地提高了聚氨酯固-固相变材料的相转变速率;而聚氨酯固-固相变材料也为苯甲酸类三元稀土发光材料提供了一个恒定的温度区间,较好地提高了稀土发光材料的色纯度和荧光寿命,从而制备出了一种具有优异的相变储能和光致发光功能的双功能纳米纤维。
附图说明
图1纳米相变储能发光纤维的DSC曲线;
图2纳米相变储能发光纤维的荧光光谱;
图3纳米相变储能发光纤维的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种纳米相变储能发光纤维,包括以下组分:聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的10%-30%。
其中,聚氨酯类固-固相变材料的数均分子量为5-10万,其分子式如下所示:
聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为10-20万,其分子量分布为1.2-2。
苯甲酸类三元稀土发光材料其结构通式是:Ln(L1)3L2,Ln为稀土元素Eu、Tb、Sm和Dy中的一种;L1为苯甲酸、对甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、对氯苯甲酸中的一种;L2为1,10-邻菲啰啉、2,2′-联吡啶中的一种。
在本发明提供的一种纳米相变储能发光纤维中以高分子主链和支链均含有相变储能单元的聚氨酯类固-固相变材料为主体成分(占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量的50%-100%)有效的保证了纳米相变储能发光纤维的相变储能功能。从附图1可以看出本发明提供的纳米相变储能发光纤维具有较好的相变储能功能,其吸放热相变焓值均超过140J/克。与此同时,在本发明所使用的聚氨酯类固-固相变材料的相变单元(高分子主链相变单元为聚乙二醇,高分子支链相变单元为聚乙二醇单甲醚)的分子结构中存在大量氧原子;通过氧原子与苯甲酸类三元稀土发光材料中稀土离子的配位作用使苯甲酸类三元稀土发光材料均匀稳定地分布于聚氨酯类固-固相变材料的分子结构中,防止了高比例添加的苯甲酸类三元稀土发光材料在本发明中的纳米相变储能发光纤维中的聚集与荧光猝灭影响发生,从附图2可以看出,本发明所提供的纳米相变储能发光纤维具有优异的发光性能。另外,也正是由于苯甲酸类三元稀土发光材料均匀稳定地分布于聚氨酯类固-固相变材料的分子结构中,使得苯甲酸类三元稀土发光材料在聚氨酯类固-固相变材料从无定形态转变为结晶态的过程中较好地起到了成核剂的作用,进而提高了聚氨酯类固-固相变材料从无定形态转变为结晶态的相转变速率,保证了聚氨酯类固-固相变材料相变储能性能的稳定性。从附图1可以看出本发明提供的纳米相变储能发光纤维在经过了1000次相转变循环后其相变储能功能并未发生明显改变。
在本发明提供一种纳米相变储能发光纤维中,聚甲基丙烯酸甲酯占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量的0%-50%,分子量分布较窄的高分子量聚甲基丙烯酸甲酯的加入除进一步加强聚合物分子与苯甲酸类三元稀土发光材料的相互作用提高纳米相变储能发光纤维的发光性能之外(聚甲基丙烯酸甲酯分子结构中的酯基可与稀土离子进行配位,加强聚合物分子与苯甲酸类三元稀土发光材料的相互作用,防止其长期使用从聚合物中析出),由于长链聚甲基丙烯酸甲酯的分子通过分子间缠绕贯穿于聚氨酯类固-固相变材料的分子结构中,当聚氨酯类固-固相变材料由于外界温度变化发生无定形态与晶态间的相态转变时,聚甲基丙烯酸甲酯的分子在本发明所提供的纳米相变储能发光纤维中的聚集态结构不变,通过分子间缠绕作用有效保证了纳米相变储能发光纤维微观结构的稳定,对纳米相变储能发光纤维相变储能及发光功能的发挥起到了重要作用。
本发明还提供一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称量,按照质量份称量以下组分:聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的10%-30%;
步骤2、将称量的聚氨酯固-固相变材料溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,其中,聚氨酯固-固相变材料与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100,配置条件为65℃-80℃条件下磁力搅拌1.5h-2.5h,乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0-1:2-3;
步骤3、将称量的聚甲基丙烯酸甲酯溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,其中,聚甲基丙烯酸甲酯与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100,配置条件为65℃-80℃条件下磁力搅拌1.5h-2.5h,乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0-1:2-3;
步骤4、将称量的苯甲酸类三元稀土发光材料溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,其中,苯甲酸类三元稀土发光材料与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100,配置条件为65℃-80℃条件下磁力搅拌1.5h-2.5h,乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0-1:2-3;
步骤5、将步骤2、步骤3和步骤4中得到的透明溶液均匀混合制成纺丝溶液,将其装入静电纺丝设备中利用静电纺丝技术进行静电纺丝,得到纳米相变储能发光纤维;纺丝条件为:温度:20-30℃;湿度:55%-65%;纺丝的电压:10-25KV;接收距离:15-30cm;纺丝液推进速度0.1-5ml/h,时间为45min-75min。
在本发明提供的纳米相变储能发光纤维的制备方法中,可同时溶解聚氨酯固-固相变材料、聚甲基丙烯酸甲酯和苯甲酸类三元稀土发光材料的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的选择有效保证了成纤组分在溶剂中的均匀分散和纺丝溶液组分的长期稳定。
静电纺丝工艺的选择避免了以往利用熔体纺丝方法制备苯甲酸类稀土发光纤维时苯甲酸类稀土发光材料在高温挤出时可能发生分解的弊端。另外在静电纺丝过程中,由于高压电场的作用使得纺丝溶液中的溶剂迅速挥发,成纤组分迅速原纤化,这也避免了苯甲酸类稀土发光材料在聚合物分子中发生聚集,有效防止了荧光猝灭现象的发生。
静电纺丝过程中,成纤组分与溶剂的质量百分比、静电纺丝的电压对本发明中所提供的纳米相变储能发光纤维的表观形貌具有重要作用。通过成纤组分与溶剂的质量百分比、静电纺丝的电压的调节,所制备的纳米相变储能发光纤维的纤维直径在30-100纳米区间可控。对于成纤组分与溶剂的质量百分比,成纤组分的百分比含量越高所制备的纤维表面越光滑,但其百分比含量太高纤维直径将超出100纳米,无法制备纳米纤维。另外成纤组分的百分比含量太高在静电纺丝过程也会经常出现断丝现象对纺丝不利。静电纺丝的电压越高,纤维在电场中的取向度及拉伸倍数越大,纤维越细,但静电纺丝的电压太高会使纤维表面不光滑,出现瑕疵。故而本发明中静电纺丝的电压为10-25KV。从附图3可以看出,本发明所提供的纳米相变储能发光纤维直径均匀,表面光滑,纤维直径小于100纳米。
实施例1
一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称取1克聚氨酯类固-固相变材料、0.105克Eu(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen);
步骤2、称量1.75克乙酸乙酯和3.5克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂,将称量的聚氨酯固-固相变材料溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤3、称量0.18375克乙酸乙酯和0.3675克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂,将称量好的Eu(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤4、将上述两个透明溶液混合,混合得到含相变材料和发光材料的纺丝溶液。用规格为10ml的注射器,抽取纺丝溶液,在静电纺丝装置进行静电纺丝,纺丝条件为:温度:25℃湿度:60%纺丝电压:10KV,接收距离:20cm,推进速度:0.5ml/h。1小时后得到纳米相变储能发光纤维样品。
实施例2
一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称取0.5克聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、0.5克聚氨酯类固-固相变材料以及0.112克Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen);
步骤2、称量0.875克乙酸乙酯和1.75克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤3、称量0.875克乙酸乙酯和1.75克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的聚氨酯类固-固相变材料溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤4、称量0.196克乙酸乙酯和0.392克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂,将称量好的Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤5、将上述3个透明溶液混合,混合得到含相变材料和发光材料的纺丝溶液。用规格为10ml的注射器,抽取纺丝溶液,在静电纺丝装置进行静电纺丝,纺丝条件为:温度:25℃湿度:60%纺丝电压:15KV,接收距离:20cm,推进速度:0.5ml/h。1小时后得到纳米相变储能发光纤维样品。
实施例3
一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称取0.5克聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、0.5克聚氨酯类固-固相变材料、0.122克Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen);
步骤2、称量0.875克乙酸乙酯和1.75克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤3、称量0.875克乙酸乙酯和1.75克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的聚氨酯类固-固相变材料溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤4、称量0.2135克乙酸乙酯和0.427克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为65℃条件下磁力搅拌2h;
步骤5、将上述3个透明溶液混合,混合得到含相变材料和发光材料的纺丝溶液。用规格为10ml的注射器,抽取纺丝溶液,在静电纺丝装置进行静电纺丝,纺丝条件为:温度:25℃;湿度:60%;纺丝电压:15KV,接收距离:20cm,推进速度:0.5ml/h。1小时后得到纳米相变储能发光纤维样品。
实施例4
一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称取0.6克聚氨酯类固-固相变材料、0.4克聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及0.100克Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen);
步骤2、称量4克N,N-二甲基甲酰胺溶液,将称量的聚氨酯固-固相变材料溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中配制成透明溶液,配置条件为75℃条件下磁力搅拌1.5h;
步骤3、称量2.67gN,N-二甲基甲酰胺溶液,将称量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中配制成透明溶液,配置条件为75℃条件下磁力搅拌1.5h;
步骤4、称量0.667gN,N-二甲基甲酰胺溶液,将称量的Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen)溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中配制成透明溶液,配置条件为75℃条件下磁力搅拌1.5h;
步骤5、将上述3个透明溶液混合,混合得到含相变材料和发光材料的纺丝溶液。用规格为10ml的注射器,抽取纺丝溶液,在静电纺丝装置进行静电纺丝,纺丝条件为:温度:30℃,湿度:65%,纺丝电压:25KV;接收距离:15cm,推进速度:5ml/h。45分钟后得到纳米相变储能发光纤维样品。
实施例5
一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称取0.75克聚氨酯类固-固相变材料、0.25克聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及0.3克Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen);
步骤2、称量1克乙酸乙酯和2克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的聚氨酯类固-固相变材料溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为80℃条件下磁力搅拌2.5h;
步骤3、称量0.33克乙酸乙酯和0.67克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;将称量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为80℃条件下磁力搅拌2.5h;
步骤4、称量0.4克乙酸乙酯和0.8克N,N-二甲基甲酰胺制成混合溶剂;,将称量的Tb(对甲氧基苯甲酸)3(1,10-phen)溶于乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液,配置条件为75℃条件下磁力搅拌2.5h;
步骤5、将上述3个透明溶液混合,混合得到含相变材料和发光材料的纺丝溶液。用规格为10ml的注射器,抽取纺丝溶液,在静电纺丝装置进行静电纺丝,纺丝条件为:温度:20℃,湿度:55%,纺丝电压:10KV,接收距离:30cm,推进速度:0.1ml/h。75min后得到纳米相变储能发光纤维样品。
Claims (10)
1.一种纳米相变储能发光纤维,其特征在于,包括以下组分:聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的10%-30%。
2.根据权利要求1所述的纳米相变储能发光纤维,其特征在于,所述聚氨酯类固-固相变材料的数均分子量为5-10万,其分子式如下所示:
3.根据权利要求1所述的纳米相变储能发光纤维,其特征在于,所述聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为10-20万,其分子量分布为1.2-2。
4.根据权利要求1所述的纳米相变储能发光纤维,其特征在于,所述苯甲酸类三元稀土发光材料其结构通式是:Ln(L1)3L2,Ln为稀土元素Eu、Tb、Sm和Dy中的一种;L1为苯甲酸、对甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、对氯苯甲酸中的一种;L2为1,10-邻菲啰啉、2,2′-联吡啶中的一种。
5.一种纳米相变储能发光纤维的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、称量,按照质量份称量以下组分:聚氨酯类固-固相变材料50%-100%;聚甲基丙烯酸甲酯0%-50%,以上组分质量含量为100%;以聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总量计,苯甲酸类三元稀土发光材料占聚氨酯类固-固相变材料和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的10%-30%;
步骤2、将称量的聚氨酯固-固相变材料溶于N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液;
步骤3、将称量的聚甲基丙烯酸甲酯溶于N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液;
步骤4、将称量的苯甲酸类三元稀土发光材料溶于N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂中配制成透明溶液;
步骤5、将步骤2、步骤3和步骤4中得到的透明溶液均匀混合制成纺丝溶液,将其装入静电纺丝设备中利用静电纺丝技术进行静电纺丝,得到纳米相变储能发光纤维。
6.根据权利要求5所述的纳米相变储能发光纤维的制备方法,其特征在于,所述聚氨酯固-固相变材料与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100;所述聚甲基丙烯酸甲酯与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100;所述苯甲酸类三元稀土发光材料与N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的复合溶剂的质量比均为15:100-25:100;乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0-1:2-3。
7.根据权利要求5所述的纳米相变储能发光纤维的制备方法,其特征在于,所述将步骤2、步骤3和步骤4中配制透明溶液时的配置条件为65℃-80℃条件下磁力搅拌1.5h-2.5h;所述纺丝条件为:温度:20-30℃;湿度:55%-65%;纺丝的电压:10-25KV;接收距离:15-30cm;纺丝液推进速度0.1-5ml/h,时间为45min-75min。
8.根据权利要求5所述的纳米相变储能发光纤维的制备方法,其特征在于,所述聚氨酯类固-固相变材料的数均分子量为5-10万,其分子式如下所示:
9.根据权利要求5所述的纳米相变储能发光纤维的制备方法,其特征在于,所述聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为10-20万,其分子量分布为1.2-2。
10.根据权利要求5所述的纳米相变储能发光纤维的制备方法,其特征在于,所述苯甲酸类三元稀土发光材料其结构通式是:Ln(L1)3L2,Ln为稀土元素Eu、Tb、Sm和Dy中的一种;L1为苯甲酸、对甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、对氯苯甲酸中的一种;L2为1,10-邻菲啰啉、2,2′-联吡啶中的一种。
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