CN114606651A - 一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜及其制备方法和用途，所述纳米纤维膜包括如下原料成分，聚酰胺、甲酸、乙酸、SDS和SiO2粉末,其中SiO2质量含量为10‑30％，该SiO2的质量含量是以聚酰胺与甲酸和乙酸溶解混合得到的混合溶剂质量为基础计算得到；将上述原料通过静电纺丝机静电纺丝得到所述纳米纤维膜。本发明的纳米纤维膜可以有效减少太阳辐射带来的温升，发射率具有提升空间，从而进一步提升冷却性能，在使用过程中使其平衡温度低于环境温度。

Description

一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜及其制备方法和用途
技术领域
本申请涉及一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜。
背景技术
近些年来大量的新建建筑都采用大窗墙比或玻璃幕墙增强室内采光效果，在太阳辐射过程中约有50％的辐射强度在可见光波段内透过窗子进入室内，于是相应的透光围护结构冷负荷在这些建筑能耗中很难大幅度降低[3]。“辐射冷却”是利用物体自身的光学特性在不需要其他形式的能量输入的情况下，在正常环境温度中向外辐射出8-13μm的红外辐射，再加上大气中的水蒸气和二氧化碳等在此波段内是完全透过的，所以地球上的常温物体可以自发的向外太空辐射能量而自发的降低自身温度[4–22]。S.CATALANOTTI于1975年[4]最早研究了这一现象，并通过计算和实验比较得出了选择性冷却膜的冷却性能优于黑体冷却膜。
很多学者对辐射冷却现象进行了大量的研究，希望可以将其运用到各个方面。RuncaiXiao等人[5]使用PA6和SIO2采用静电纺丝设备制备了纳米纤维直径0.5-4μm，厚度10-100μm的纳米纤维膜，并使用红外测温仪测得晴空下干燥手臂和潮湿手臂的温度比商业纺织品低0.4-1.7℃，当纤维膜封闭在绝热箱中时，纤维膜底部空气温度比环境空气温度低1.0-2.5℃。Muhammed Ali Kecebas等人[8]在50nm厚的Ag涂层基础上堆叠了4层交叠的各厚度从60nm减小到20nm的TIO2和SIO2涂层中间层，并且将顶部的TIO2-SIO2-TIO2涂层调整为Al2O3-SIO2-TIO2涂层，使得涂层0.28-2.5μm的平均反射率为99.25％，8-13μm的平均发射率为84％，最终通过理论计算得到冷却功率约100W/m2。同时作者通过实验得出了不同层数和不同厚度情况下的辐射器光学特性是会受到影响的，因此在实际生产过程中辐射器的光学特性会存在差异，冷却功率不一致，且制备过程复杂不易于大规模应用。Yao Zhai 等人[12]采用电子束蒸发方法将SIO2微粒均匀的分散在TPX基质中使50μm厚的薄膜平均红外发射率大于0.93，当背面涂有200nmAg涂层时可以反射接近96％的太阳辐射，并采用实验方法将薄膜放在保温泡沫箱内，薄膜直接暴露于空气中，在薄膜下方利用电加热器加热薄膜使其温度和环境温度一致，测得平均冷却功率>100W/m2，中午前后平均冷却功率为 93W/m2，但Ag涂层薄膜具有较强的散射能力，会产生对人体有害的视觉作用。Zeng Shaoning 和PianSijie等人[17]将TIO2均匀的分散在聚乳酸(PLA)纺丝中，然后通过工业纺织品制作工艺制备出纤维布，并将纤维布与聚四氟乙烯(PTFE)薄膜压制成为超织物，该超织物具有高效的辐射冷却能力，太阳光谱反射率和大气窗口发射率分别为0.924、0.945，并采用红外测温仪测得晴空下超织物覆盖的人体温度可以降低约4.8℃。
上述研究中的大部分由于结构复杂工艺繁复仅局限于实验室阶段无法满足住宅和商业应用的大面积需求，仅有少的辐射冷却膜可以大规模生产。因此，设计一种不仅可以大规模生产而且价格低廉生产简单的辐射冷却膜材料具有非常重要的意义。静电纺丝[23–34]是一种利用表面电荷间的静电斥力产生纤维材料的多功能纺丝技术。与其他一些技术相比，它具有明显的优势，如结构简单、生产高效、可扩展性强和易于控制结构参数，电纺纳米纤维还具有比表面积大(20m2/g)、抗拉强度高、纤维间孔隙丰富等特点，可以方便地调节膜的光学、热等性能。目前可大规模生产并投入市场的静电纺丝设备大体包括：无针静电纺丝技术、多孔静电纺生产技术和静电纺纳米纤维复合产品的开发技术[35]，其中无针静电纺丝技术具有纤维均匀性好，运行成本低的特点，可以生产加工多种原料，包括有机、无机材料和生物基聚合物，在市场中受到广泛关注。
本研究将基于无针静电纺丝工艺批量化制备PA66纳米纤维膜，在其他研究者对辐射冷却膜的研究成果[5,12]基础上采用SIO2和TIO2调整纳米纤维膜的光学特性，设计一种不仅可以大规模生产而且价格低廉生产简单的辐射冷却膜材料，使其满足辐射冷却的要求，研究了不同浓度、接受距离、电极架速度、收卷速度对纳米纤维膜的形貌和光学特性的影响，并测试了确定条件下的实际冷却性能，最终得到了在白天清朗天气下有一定冷却性能的纤维膜。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，包括如下原料成分，聚酰胺、甲酸、乙酸、SDS和SiO2粉末,其中SiO2质量含量为10-30％，该SiO2的质量含量是以聚酰胺与甲酸和乙酸溶解混合得到的混合溶剂质量为基础计算得到；将上述原料通过静电纺丝机静电纺丝得到所述纳米纤维膜。
进一步的，所述混合溶剂组成为10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸，SiO2的粒径为100-5000nm，SiO2质量含量为10-20％，所述的甲酸和乙酸的比例为1：2。
进一步的，所述SiO2的粒径为100-800nm，所述的聚酰胺采用PA66。
进一步的，所述SiO2的粒径为100-500nm。
进一步的，所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，包括如下原料成分，聚酰胺、甲酸、乙酸、SDS和SiO2粉末,其中SiO2质量含量为15％，所述SiO2的粒径为300nm，所述SDS质量含量为1‰，所述SiO2和SDS的质量含量均是以聚酰胺与甲酸和乙酸溶解混合得到的混合溶剂质量为基础计算得到；所述混合溶剂组成为10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸；将上述原料通过静电纺丝机静电纺丝得到所述纳米纤维膜，其中在静电纺丝中，收卷速度10mm/min。
所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)配置静电纺丝液：称取甲酸与乙酸，混合后用磁力搅拌器升温至30℃搅拌，称取聚酰胺并将其溶解在上述溶剂中，维持搅拌温度30℃进行溶解得到混合溶剂；待聚酰胺完全溶解后，依次加入SDS、SiO2粉末溶解；然后将搅拌温度调整至35℃，继续搅拌6h后得到电纺液；
步骤2)静电纺丝制备纳米纤维膜：将步骤1)制得的电纺液倒入静电纺丝机的纺丝电极架内进行静电纺丝得到纳米纤维膜，其中，在静电纺丝过程中，纺丝温度为25-30℃、纺丝湿度为20％-30％，电纺电压为60-80kV、电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm，收卷速度10mm/min。
进一步的，所述的甲酸和乙酸的比例为1：2。
本发明还提供了所述的纳米纤维膜在热辐射冷却中的应用。
下面申请人通过实验步骤及结果讨论分析确定本申请所需的实验参数，以期证明本申请的创造性。
(一)实验试剂
尼龙66：PA66，德国巴斯夫；无水甲酸：分析纯，西陇化工股份有限公司；冰乙酸：分析纯，西陇化工股份有限公司；SiO2：300nm粒径，上海卜微应用材料技术有限公司；TiO2：150nm粒径，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；SDS：十二烷基硫酸钠(Sodium dodecylsulfate)，AR，上海麦克林生化科技有限公司；
(二)实验仪器
静电纺丝设备：NS LAB，捷克Elmarco公司；磁力搅拌器：DF-101S，邦西仪器科技(上海)有限公司；扫描电子显微镜(SEM):JSM-7610F，日本JEOL公司，MIRA3AMU，泰思肯贸易(上海)有限公司；傅里叶红外光谱仪(FTIR):Thermo Nicolet IS5；紫外-可见光-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)：lambda 750S，美国PE公司
(三)实验步骤
1.配置静电纺丝液：将甲酸与乙酸以一定比例进行混合，并用磁力搅拌器升温至30℃搅拌混合制得溶剂；称取一定量的PA66颗粒，将其溶解进上述溶剂中，维持搅拌温度30℃进行溶解得到混合溶剂；待PA66完全溶解后，依次加入1‰的SDS、一定质量的SiO2和TiO2粉末(表1)，均待上一次溶质充分溶解后加入。全部溶质加入后将搅拌温度调整至35℃，继续搅拌6h后得到PA66电纺液(简称电纺液)，其中混合溶剂组成：10％聚酰胺+30％甲酸 +60％乙酸(质量分数)，TiO2、SDS和SiO2的质量分数均是以混合溶剂质量为基础计算得到的,所述的甲酸和乙酸的比例为1：2。
2.静电纺丝制备PA66纳米纤维膜(简称纳米纤维膜)：将步骤1)制得的电纺液倒入静电纺丝机的纺丝电极架内，在纺丝温度为25-30℃、纺丝湿度为20％-30％，电纺电压为60-80 kV的条件下进行电纺制备出纳米纤维膜。其中按照表1所述的实验条件，在其他条件不变下制备出1-6号均匀实验品。纺丝完毕后关闭电源，将实验品取下放在通风处待溶剂完全挥发后保存于试样袋内待后续检测制样。
3.PA66纳米纤维膜形貌及光学特性检测：
形貌:对纳米纤维膜表面喷金120s后进行观测，放大倍数为30000倍；
光学特性检测：红外：将ATR附件置于红外光谱仪的光路中，扫描空气背景红外特性，然后将待测纤维膜紧贴于ATR附件的红外透光晶体面上，转动压力装置，使样品与晶体紧密接触，按下OMNIC软件上的样品测量按钮扫描得到样品待测表面的红外光谱。样品测试完成后，移走待测样品并关闭仪器电源而后使用无水乙醇将ATR附件擦拭干净并保持设备整洁。
紫外：首先将分光光度计设置为积分球模式，用硫酸钡粉末扫描背景，然后使用样品支架固定1-6号纤维膜样品放到积分球指定位置，设置模式和测试波长范围0.2-2.5μm即可开始测试。
表1
Figure RE-GDA0003619579750000041
二、结果与讨论
(一)不同纺丝参数影响下的纤维形貌
1.接收距离对纤维形貌的影响
静电纺丝过程中接收距离对纳米纤维的形貌具有较大的影响：在相同的电压下，接收距离越大其电场强度越小，电纺液在静电力的牵拉下贴附到基材的时间越久，液滴中的易挥发成分也更容易挥发充分并完成固化，纤维在离开电极架后更短时间内完成相态的改变，相互粘连的纳米纤维也越少，纳米纤维直径分布更加集中且均匀。本申请依据表2中的实验条件和上述实验步骤，仅改变接收距离制备得到纳米纤维膜并对其进行扫描电镜，观测接收距离对纤维形貌的影响。如图1所示。图1中分别显示接收距离分别为220mm和235mm时，纳米纤维膜的SEM图及直径分布情况，其中，图1(a1)和图1(a2)分别为接收距离为220mm时制备的纳米纤维膜的SEM图和直径分布图，图1(b1)和图1(b2)分别为接收距离为235mm时制备的纳米纤维膜的SEM图和直径分布图，经过比较后发现接收距离由 220mm增加到235mm时，纳米纤维直径从115.27mm减小到114.06mm，纤维直径分布的 CV值从17.5％下降到13.7％，所以接收距离越大，其纤维粘连程度越小，纳米纤维直径越小且分布越集中，在增加接收距离的情况下，纤维直径的差异不明显，而纤维直径的分布则更加集中，考虑到集中的纤维直径有利于实验分析和讨论，因此后续实验均在接收距离 235mm的条件下进行。
表2
Figure RE-GDA0003619579750000051
2.电极架往复速度对纤维形貌的影响
无针静电纺丝中的电极架速度对应于有针静电纺丝的灌注速度，电极架速度(即纺丝液速度)过低会导致电纺过程不稳定，影响纤维丝的形貌和纤维膜克重；电极架速度过高则会导致纤维直径增大，从而改变纤维膜的光学特性。为了更清晰准确的反映不同往复速度下纤维的形貌和分布情况，采用了更好的设备和更大的视野进行分析。本申请依据表3中的实验条件，仅改变电极架往复速度制备得到纳米纤维膜并对其进行扫描电镜，观测电极架往复速度对纤维形貌的影响。如图2所示。当往复速度为150mm/s时，纤维离开电极架时的速度较低，接触到基材的时间较长，受电场力拉伸程度严重，在过程中有些纤维被静电力拉伸至断裂然后便贴附在其他纤维上，使得纤维直径分布不均匀不稳定，如图2(a)所示。而当往复速度提升至250mm/s时，纤维刚受静电力牵引飞离电极架尚未完全贴附在基材上便有其他纤维飞出，纳米纤维很容易在飞向基材的过程中彼此覆盖彼此结合，使得一些纤维直径明显增大，如图2(c)所示。当往复速度从150增加至250的过程中，纤维膜克重也逐渐增加，因此需要平衡纤维直径分布和纤维膜克重之间的关系。综上，将电极架速度确定为200mm/s，既保证了电纺过程的稳定性，使得纳米纤维可以充分的拉伸延长，又可以保证在单位面积内有足够多的纤维，使得纤维膜的光学特性得到保证，如图2(b)所示。
表3
Figure RE-GDA0003619579750000061
(二)均匀实验分析纳米纤维膜的光学特性
1.红外光谱
图3所示为均匀实验1-6号的红外图谱表现。纳米纤维在9μm附近存在吸收峰，其为SiO2的一个特征峰，将纤维膜在此位置的透射率与均匀实验的三个自变量(SiO2浓度、 TiO2浓度和收卷速度)进行拟合。以此确定均匀实验中的参数对纳米纤维膜红外特性的影响。根据一次线性回归拟合得：收卷速度(即指基材转动速度)会对透射率产生显著的正向影响关系，纤维膜越厚透射率数值越低，应当确保收卷速度尽可能的小，纤维厚度与电纺设备允许的收卷速度下限有较大关联，由此确定收卷速度为10mm/min；拟合采用的特征值为 SiO2的一个吸收峰峰值数值，该粒子含量增多必然会对透射率产生显著的负向影响关系，这六组实验仅用于研究影响效果，SiO2微粒含量可在此基础上增加从而进一步降低透射率； TiO2并不会对透射率产生影响，因此在调整透射率的过程中，该粒子的浓度将保持稳定。
2.UV-Vis-NIR图谱
图4所示为所述的均匀实验1-6号的紫外-可见光-近红外图谱，采用JG/T235-2014《建筑反射隔热涂料》中计算太阳光反射比的公式进行计算然后进行一次线性回归拟合。
在现有的论文文献中，如Runcai Xiao等人[5]的实验研究中发现引入TiO2微粒虽然导致纳米纤维膜在0.3μm附近的反射率下降，但会提升之后波段范围内的反射率，其原理在于电纺液中含有无机物粒子会使得纳米纤维直径在一定范围内减小从而更容易将阳光反射出去。而本申请中纳米纤维直径约为120nm，微粒粒径也在100-300nm范围内，远小于上述实验中的纤维直径(1-2μm)，引入TiO2微粒对纳米纤维膜并没有积极影响，反而会导致局部反射率下降，使得纤维膜总体反射率有所降低。
(三)不同SiO2含量对纳米纤维膜红外光学特性的影响
由上述内容可确定在此实验条件下，SiO2的浓度尚未得出最优参数，因此需特别研究不同SiO2含量对纤维膜红外光学特性的影响。在不变量：电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm、收卷速度为10mm/min，自变量5-20％(wt)SiO2分别制备具有不同二氧化硅含量的纤维膜，如图5所示。如图5所示为5％-20％(wt)SiO2的纤维膜红外光谱图，可以看到SiO2含量在15％时透射率在9μm附近的峰值最低，此时纤维膜的发射率是最高的，在浓度低于15％时，透射率随着浓度的升高而显著降低；在浓度高于15％时，透射率基本稳定于某一特定数值，此时由于微粒浓度过高而无法在纤维膜中稳定均匀分布，过量的SiO2微粒产生团聚，此时的纤维膜透射率约等同于9％SiO2纤维膜透射率，因此确定15％为此条件下最优参数。
在现有论文文献中，如吴钦鑫[34]研究发现SiO2粒径和PVDF浓度对PVDF纳米纤维膜的红外透过率具有一定的影响，通过比较含有2μm、4μm、8μm的SiO2粒径的纤维膜红外透过率发现，粒径为2μm的SiO2在PVDF纳米纤维膜中可以提供最高的发射率。因此通过该发现，本申请可以通过调整SiO2粒径和PA浓度进一步增加纤维膜的发射率。
(四)纳米纤维膜日间冷却性能实验
将上述(三)中制备的质量含量15％SiO2的纳米纤维膜放置于周围无遮挡的环境，选择晴朗的天气将稳态温度与环境空气温度进行比较来反映纳米纤维膜在实际情况下的冷却性能。如图6(a)所示组成实验装置，实验箱由透过率>95％的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板、聚苯乙烯板组成，侧面外表面均由具有较高反射率的铝箔胶带粘贴，减少周围物体向实验箱辐射而产生的影响，为只讨论太阳辐射造成的影响，在实验箱两侧对开了6cm*6cm的通风孔，使得环境空气可以通过通风孔进入实验箱内，通过热电偶测温仪和T型热电偶检测其内部空气温度，并将热电偶放置在实验箱中心位置，通风孔连线的重点出。温度计放在避光通风的环境中，记录10月30日长三角地区10-16时环境温度的变化，以此为基准温度反映纳米纤维膜的冷却性能。
图6(b)所示在一天中覆有纤维膜的空气温度围绕环境温度上下波动，平均高于环境温度 1.1±0.1℃。在实验开始后的10min内二者之间的温差会有小幅度的上升，然后实验箱内外空气很快达到热平衡。从10：30左右开始至太阳垂直照射纤维膜之前，二者之间温差在0℃附近上下波动，但整体看来温差以缓慢的速度向上增加。全过程中温差的最大值出现在13： 40附近，此时的温差达到了5.0℃，然后随着太阳继续向西移动，太阳高度角逐渐减少，太阳投射到纤维膜上的辐射强度降低，温差也缓慢下降，并在14：15时温差达到最小值为-2.5℃。实验中纤维膜下空气温度无法稳定在环境温度以下的原因在于纤维膜在8-13μm内的平均发射率为11％左右，无法很好的向大气辐射热量，即使太阳辐射波段的反射率很高其最优情况也仅使得温差趋于0℃，因此纤维膜在“大气窗口”的发射率需要继续提升。比较有无纤维膜的实验箱温度可以看出其两者温差达到了4.9±0.1℃，因此纤维膜的高反射率还是很有意义的，即使无法降低到环境温度以下还是成功的冷却了这部分空气。而且纤维膜的太阳辐射反射率远高于88％，符合正午时避免加热的反射率要求[36]，因此提高纤维膜冷却性能的根本在于提高纤维膜的平均发射率。
综上，本文通过使用无针静电纺丝工艺制备出了具有冷却性能的纳米纤维膜，通过SEM、近红外光谱、紫外图谱研究了不同浓度、接受距离、电极架速度、收卷速度对纳米纤维形貌和纤维膜光学特性的影响和10月浙江地区的实际冷却实验得到了具有一定冷却性能的纤维膜，结果如下：
1.通过分析纤维形貌和直径分布，得出接收距离为235mm、电极架速度为200mm/s。此时可获得分布均匀、纤维较细的纳米纤维，平均直径为114.06nm，CV值为13.7％。
2.通过近红外光谱和紫外图谱的检测结果分析，在本文SiO2粒径300nm的情况下，SiO2浓度为15％、TiO2浓度为0％、收卷速度为10mm/min可以达到此条件下的最高反射率 (>93％)和发射率(10％)。
3.采用实际实验对纤维膜的冷却性能进行检测，在使用纳米纤维膜的情况下其空气温度高于环境温度1.1℃，低于不使用纳米纤维膜的空气温度4.9℃，无针静电纺丝纳米纤维膜可以有效减少太阳辐射带来的温升，发射率具有提升空间，从而进一步提升冷却性能，在使用过程中使其平衡温度低于环境温度。
4.本申请基于无针静电纺丝工艺批量化制备PA66纳米纤维膜，研究了不同浓度、接受距离、电极架速度、收卷速度对纳米纤维膜的形貌和光学特性的影响，并测试了确定条件下的实际冷却性能。检测结果表明：PA66纺丝液浓度为10％，SiO2微粒粒径300nm的条件下，最佳参数为SiO2浓度15％，电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm，收卷速度10mm/min，此时纤维膜0.2-2.5μm内反射率＞93％，8-13μm发射率约10％，并在浙江省10月的实验中测得纤维膜的使用可以降低4.9±0.1℃温度。
附图说明
图1为不同接收距离下纳米纤维SEM图及其直径分布示意图，
图2为不同电极架往复速度下纤维膜的SEM图，
图3为均匀实验红外光谱，
图4为均匀实验UV-Vis-NIR图谱，
图5为不同SiO2含量纳米纤维膜的红外光谱图，
图6为纳米纤维膜冷却性能实验及结果，其中图(a)为日间冷却性能实验装置示意图，图(b)为10-16时的温度变化曲线。
具体实施方式
下面根据实施例对本申请进行详细的说明：
实施例1
一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，它由如下制备方法制备得到，以质量百分数计，包括：
步骤1)配置静电纺丝液：分别称取甲酸、乙酸，其中甲酸与乙酸以1：2比例进行混合、并用磁力搅拌器升温至30℃搅拌混合制得溶剂；称取PA66颗粒，将其溶解在上述溶剂中，维持搅拌温度30℃进行溶解得到混合溶剂，其中混合溶剂组成：10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸；待PA66完全溶解后，依次加入质量分数为1‰的SDS、15％质量分数的SiO2粉末，该SiO2粒径为300nm，均待上一次溶质充分溶解后加入，其中，SDS和SiO2的质量分数均是以混合溶剂质量为基础计算得到的；全部溶质加入后将搅拌温度调整至35℃，继续搅拌 6h后得到PA66电纺液；
步骤2)静电纺丝制备PA66纳米纤维膜：将步骤1)制得的电纺液倒入静电纺丝机的纺丝电极架内进行静电纺丝得到PA 66纳米纤维膜，其中，在静电纺丝过程中，纺丝温度为25-30℃、纺丝湿度为20％-30％，电纺电压为75kV、电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm，收卷速度10mm/min。纺丝完毕后关闭电源，将产品取下放在通风处待溶剂完全挥发后保存于试样袋内。
实施例2
一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，它由如下制备方法制备得到，以质量百分数计，包括：
步骤1)配置静电纺丝液：分别称取甲酸、乙酸，其中甲酸与乙酸以1：2比例进行混合、并用磁力搅拌器升温至30℃搅拌混合制得溶剂；称取PA66颗粒，将其溶解在上述溶剂中，维持搅拌温度30℃进行溶解得到混合溶剂，其中混合溶剂组成：10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸；待PA66完全溶解后，依次加入质量分数为1‰的SDS、10％质量分数的SiO2粉末，该SiO2粒径为500nm，均待上一次溶质充分溶解后加入，其中，SDS和SiO2的质量分数均是以混合溶剂质量为基础计算得到的；全部溶质加入后将搅拌温度调整至35℃，继续搅拌 6h后得到PA66电纺液；
步骤2)静电纺丝制备PA66纳米纤维膜：将步骤1)制得的电纺液倒入静电纺丝机的纺丝电极架内进行静电纺丝得到PA 66纳米纤维膜，其中，在静电纺丝过程中，纺丝温度为25-30℃、纺丝湿度为20％-30％，电纺电压为60kV、电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm，收卷速度10mm/min。纺丝完毕后关闭电源，将产品取下放在通风处待溶剂完全挥发后保存于试样袋内。
实施例3
一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，它由如下制备方法制备得到，以质量百分数计，包括：
步骤1)配置静电纺丝液：分别称取甲酸、乙酸，其中甲酸与乙酸以1：2比例进行混合、并用磁力搅拌器升温至30℃搅拌混合制得溶剂；称取PA66颗粒，将其溶解在上述溶剂中，维持搅拌温度30℃进行溶解得到混合溶剂，其中混合溶剂组成：10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸；待PA66完全溶解后，依次加入质量分数为1‰的SDS、30％质量分数的SiO2粉末，该SiO2粒径为800nm，均待上一次溶质充分溶解后加入，其中，SDS和SiO2的质量分数均是以混合溶剂质量为基础计算得到的；全部溶质加入后将搅拌温度调整至35℃，继续搅拌 6h后得到PA66电纺液；
步骤2)静电纺丝制备PA66纳米纤维膜：将步骤1)制得的电纺液倒入静电纺丝机的纺丝电极架内进行静电纺丝得到PA66纳米纤维膜，其中，在静电纺丝过程中，纺丝温度为25-30℃、纺丝湿度为20％-30％，电纺电压为80kV、电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm，收卷速度10mm/min。纺丝完毕后关闭电源，将产品取下放在通风处待溶剂完全挥发后保存于试样袋内。
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Claims (8)

1.一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，包括如下原料成分，聚酰胺、甲酸、乙酸、SDS和SiO2粉末,其中SiO2质量含量为10-30％，该SiO2的质量含量是以聚酰胺与甲酸和乙酸溶解混合得到的混合溶剂质量为基础计算得到；将上述原料通过静电纺丝机静电纺丝得到所述纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，其特征在于：所述混合溶剂组成为10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸，SiO2的粒径为100-5000nm，SiO2质量含量为10-20％，所述的甲酸和乙酸的比例为1：2。
3.根据权利要求2所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，其特征在于：所述SiO2的粒径为100-800nm，所述的聚酰胺采用PA66。
4.根据权利要求3所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，其特征在于：所述SiO2的粒径为100-500nm。
5.根据权利要求2-4任一一项所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜，其特征在于：包括如下原料成分，聚酰胺、甲酸、乙酸、SDS和SiO2粉末,其中SiO2质量含量为15％，所述SiO2的粒径为300nm，所述SDS质量含量为1‰，所述SiO2和SDS的质量含量均是以聚酰胺与甲酸和乙酸溶解混合得到的混合溶剂质量为基础计算得到；所述混合溶剂组成为10％聚酰胺、30％甲酸和60％乙酸；将上述原料通过静电纺丝机静电纺丝得到所述纳米纤维膜，其中在静电纺丝中，收卷速度10mm/min。
6.权利要求1-5任一一项所述的一种用于热辐射冷却的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1)配置静电纺丝液：称取甲酸与乙酸，混合后用磁力搅拌器升温至30℃搅拌，称取聚酰胺并将其溶解在上述溶剂中，维持搅拌温度30℃进行溶解得到混合溶剂；待聚酰胺完全溶解后，依次加入SDS、SiO2粉末溶解；然后将搅拌温度调整至35℃，继续搅拌6h后得到电纺液；
步骤2)静电纺丝制备纳米纤维膜：将步骤1)制得的电纺液倒入静电纺丝机的纺丝电极架内进行静电纺丝得到纳米纤维膜，其中，在静电纺丝过程中，纺丝温度为25-30℃、纺丝湿度为20％-30％，电纺电压为60-80kV、电极架往复速度200mm/s，接收距离235mm，收卷速度10mm/min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的甲酸和乙酸的比例为1：2。
8.权利要求1-5任一一项所述的纳米纤维膜在热辐射冷却中的应用。
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