[发明专利]一种具有双键端基相变单体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于具有双键端基的脂肪族高分子化合物的制备方法技术领域，涉及带有羟基聚合物与带有双键结构的酰氯化合物反应制备带有双键的另一种单体的技术。另外还涉及相变单体的应用。

背景技术

相变储能材料是近些年开发的一种新材料，它利用了某些物质在相变过程中吸能和释能的特点，实现能量的储存和利用。相变材料可作为能量存储器，这种特性在节能，温度控制等领域有着极大的意义，相变材料及其应用成为广泛的研究课题。研究涉及能源、材料、航空航天、纺织、电力、医学仪器、建筑等众多领域，目前开发用于对纤维和织物进行相变调温改性的相变材料也成为其中一个重要的研究方向。相变调温纤维及织物是21世纪最有应用前景的舒适性纺织品之一。美国、日本、瑞典、韩国、土耳其、中国等都开展了调温纤维相关研究。欧美已经有了较为成熟的调温纺织品市场并得到了广大消费者的信赖。如美国Outlast技术公司的相变储能纤维Outlast fiber及制品在20世纪90年代已商品化。瑞士Scholler公司采用相变材料生产Comfort Temp恒温纤维及其产品；日本小松精练公司开发了具有吸热、贮热和保暖功能的空调织物“dyna-live”。国内天津工业大学功能纤维研究所、东华大学等院所进行了研发和试制，申报了国家发明专利，但尚未有商品化的调温纤维报道。如张兴祥等采用原位聚合法制备微胶囊型复合相变材料，再将微胶囊整理到织物或湿法共混纺丝，也对利用微胶囊类和共混切粒类相变物质进行熔融复合纺丝进行了尝试研究，但产品存在可纺性差、强度低、线密度大等明显不足。

调温纤维大范围开发和推广受阻的主要原因：一是成本昂贵，已有商品仍属高端产品；二是纤维调温改性方法受限，阻碍了进一步发展。如浸渍法、涂层法、共混法所得纤维中相变材料极易流失，纤维的使用性能不佳；利用添加相变微胶囊溶液纺丝工艺较为成熟，但存在相变焓低、成本较高、仅限于湿纺纤维品种等问题；纤维素接枝等聚合反应法获得的纤维相变材料的耐久性较好，但是受品种限制，工艺复杂、成本较高，且所得的纤维相变潜热较低。熔体纺丝法具有流程短、生产工艺简单、生产效率高、环保等诸多优势，因此合成纤维的主要品种涤纶(PET)、锦纶(PA)、丙纶(PP)均为熔融法纺丝生产。但至今为止采用熔融纺丝法将相变材料添加到纤维中的研究，仍存在复合相变材料不耐高温，易渗出和挥发，强力低难以承受强剪切的造粒和挤出加工过程，可纺性下降，纤维纤度粗，相变焓较低，蓄热时间短等亟待解决的课题。

目前已发现的相变材料达到6000种以上，按材料的性质分类可以分成无机相变材料、有机相变材料、高分子相变材料和复合相变材料四大类；按材料的相变状态分类可以分成固/液相变材料、固/固类相变材料、固/气相变材料、液/气相变材料四大类。常用的多种相变材料在性能上还有不完美之处，还存在这样或那样的缺点，具体如下：①潜热能不高；②同一相变温度下的相变材料品种太少；③相变材料的导热性不高，有机壳体材料的导热系数仅为0.1～0.2W/(m.K)、无机壳体材料的导热系数仅为0.4～0.6W/(m.K)，从而导致吸、放热效率不高，限制了工业上的大规模应用；④加工性不如传统塑料好；⑤循环使用的稳定性问题较大；⑥存在液体的腐蚀性；⑦存在过冷性问题。

鉴于此，相变材料在具体应用前，一般都要对其进行改性处理，以克服其固有的弊病。聚乙二醇(PEG)是典型的固-液相变材料，由于它相变焓较高、热滞后效应低、分子量可调节，且不同分子量的PEG按一定比例混合后，可以对热性能参数进行调节，使晶区熔融温度与结晶温度产生移动，处在所需的相变温度范围内，所以可以选择不同聚合度的聚乙二醇作为不同应用条件下的储能材料，应用广泛。但是，由于固-液相变材料固有的易于流失、升华等缺点，使得新型复合相变材料应运而生，已经成为储能材料研究领域的热点课题。

PEG的链结构简单，比较容易结晶，具有很大的相变潜热和稳定而且较低的相变温度(333K)，是一种很好的相变材料。复合相变材料的实质是将固-液相变材料通过与其他材料复合而定形，使其在相变前后均能维持原来的形状(固态)，所以也可以称为定形相变材料。复合相变储能材料既能有效克服单一相变材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。利用聚乙二醇作工作物质的复合相变储热材料的制备主要有两种方法：共混法和化学法。

共混法制备的复合相变材料是利用物理作用把固-液相变材料固定在载体上，包括吸附作用(如分子间作用力或氢键力)或包封技术(如微胶囊或多孔结构)。该类复合材料本质上仍为固-液相变，文献上常被称为形状稳定的PCM。