[发明专利]能量转换纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种能量转换纤维的制备方法，属于纺织纤维技术领域。该制备方法包括如下步骤：1)制备热塑性聚合物/乙酸丁酸纤维素酯母粒；2)制备具备压电效应的纳米纤维；3)制备能量转换纤维；具体为将热塑性聚合物/乙酸丁酸纤维素酯母粒与压电母粒经双组分复合纺丝机进行熔融纺丝，制备得到具备皮芯结构或橘瓣结构的压电效应的纳米纤维，再在后续加捻过程中涂覆相变材料即制备得到能量转换纤维。本发明制备的纤维比表面积较一般纤维增大，能将纤维的各种形变以电信号输出，再通过涂覆相变材料使其响应温度变宽，对热能的捕捉范围增大，使其能高效的将热能转换为电能。

技术领域

本发明涉及能量收集及转换，属于纺织纤维技术领域，具体地涉及一种能量转换纤维的制备方法。

背景技术

能源问题一直是长久以来较热门的话题，在节能环保大力倡导的当下，如何合理利用能源成为最关键问题之一。目前，节能环保仅仅是在使用能源时进行控制，将能源高效的利用，使得有限的能量得到更长久的应用，却没有从根本上解决能源浪费的问题。截止到目前，人类设计的任何机械，在运行过程中都伴随能量的损失，机械运行时散发的热量不仅对大多数机器的正常运行有影响，而且散失在空气中无法回收利用，在许多领域，因发热损失的能量占很大比重。例如，工厂里的大型机器在生产过程中会大量放热，不得不使用采取诸多降温措施，否则会对机器运行造成巨大影响，但在降温过程中又会消耗巨大能量；日常生活中使用的电视，笔记本，手机等，在使用时会持续放热，不仅会对手机、电脑的电池造成伤害甚至引起爆炸，也是一种无形的能量损失。因此，每天流失到空气中的热量数不尽数，却无法将其收集；为此，人们研制了大量的具有能量收集功能的装置。

能量收集装置，利用其自身的特点将一种或几种能量转化为其他一种或几种能量，例如将热能、光能、风能等转化为其它我们更需要的能量。而一般的热能收集装置是在机器周围加金属片，利用机器工作时多余的热量加热金属片，再由金属片对其它物质进行保温或者加热，将散失的热量再利用。

如中国实用新型专利(申请公开号：CN200940966Y，申请公开日：2007-8-29)，公开了一种注塑机余热收集装置。介绍了一种能充分回收利用现有注塑机的机筒加热段余热的装置。该注塑机余热收集装置由金属片构成，围绕地配置在机筒加热段的四周，便于收集余热，用加热后的金属片对注塑机的加热段进行保温，来充分利用注塑机的余热。该收集装置结构简单，制作及安装十分方便，成本低廉，但应用范围十分有限，只能用于注塑机等有其他部分需要加热的机器。对于大部分机器并不能有效的回收热量。

此外，对于能量收集与转换有许多方法，如，中国发明专利(申请公开号：CN103401474A，申请公开日：2013-11-20)公开了一种磁热系统。通过将收集的热能传导给磁热机组，可将热能转换为机械能。这种磁热系统适用于中低温区并且能够大规模生产，但是这种磁热装置太过于繁琐，拥有热能收集装置、热能传输装置、磁热机组、动力轴等多个部分，利用许多机械元件组装成一个能量收集转换装置，并不符合收集能量的初衷，并且运行繁琐，并没有达到节能环保的要求，在收集能量的同时也会散失能量。

现在许多新型的柔性集能装置使集能范围更广泛，应用更多变。不仅可以在利用机械产生的余热，同时也可以在人体的温差下储存能量。如中国发明专利(申请公开号：CN104883095A，申请公开日：2015-9-2)公开了一种穿戴设备的热能收集装置。介绍了一种利用接触和远离皮肤面的温差产电，给穿戴供电。该方法简单方便，使人们在日常穿衣时就可以合理利用热能。但是该方法制成的穿戴设备需使用外加电源，虽然合理利用热源，但其本身消耗能源，同时该方法所述的穿戴设备有过多器件，使其在应用时受到一定限制。最后该方法所述穿戴设备需尽量贴于皮肤，若其与皮肤贴合，则对其工艺要求高，需要柔软透气的诸多方面因素考虑；若其不与皮肤贴合，其热能收集效率将大大降低。

综上所述，现有的集能装置存在装置繁琐、应用范围较窄及不能从根本上解决节能环保等问题。

发明内容