一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物及其制备方法与应用专利检索-服装专利检索查询-专利查询网

一种复合相变 静电纺丝 纳米 纤维织物及其制备方法与应用

专利类型	发明公开	法律事件	公开; 实质审查;
专利有效性	实质审查	当前状态	实质审查
申请号	CN202411378090.8	申请日	2024-09-30
公开(公告)号	CN119287530A	公开(公告)日	2025-01-10
申请人	同济大学;	申请人类型	学校
发明人	秦黎黎; 刘浩涵; 钱欣然; 卢贾璐; 杜艾;	第一发明人	秦黎黎
权利人	同济大学	权利人类型	学校
当前权利人	同济大学	当前权利人类型	学校
省份	当前专利权人所在省份：上海市	城市	当前专利权人所在城市：上海市杨浦区
具体地址	当前专利权人所在详细地址：上海市杨浦区四平路1239号	邮编	当前专利权人邮编：200092
主IPC国际分类	D01D5/00	所有IPC国际分类	D01D5/00 ; A41D13/005 ; A41D31/06 ; D06M15/53 ; D06M11/79 ; D01F6/48 ; D01F1/10 ; D06M101/06
专利引用数量	0	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	10	专利文献类型	A
专利代理机构	上海科盛知识产权代理有限公司	专利代理人	徐健元;
摘要	本发明属于静电纺丝材料技术领域，具体涉及一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物及其制备方法与应用，织物通过静电纺丝技术在复合相变棉织物表面沉积纳米纤维膜得到；所述复合相变棉织物为棉织物在复合相变材料溶液中浸渍而成，所述纳米纤维膜为MXene溶液与高分子聚合物形成的复合物。与现有技术相比，本发明所制得的P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物具有良好的光热转化性能、储热性能和水分管理性能优势，并保持织物的柔软抗弯耐用等机械性能优点，在实际应用中贴合人体肌肤且具有舒适性，制备过程简单，制备周期适中，可应用于体育教学特别是低温环境下，实现主动热身后的被动加热。
权利要求	1.一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，其特征在于，通过静电纺丝技术在复合相变棉织物表面制备纳米纤维膜得到所述复合相变静电纺丝纳米纤维织物；所述复合相变棉织物为棉织物在复合相变材料溶液中浸渍而成，所述纳米纤维膜为MXene溶液与高分子聚合物形成的复合物。 2.根据权利要求1所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，其特征在于，所述MXene溶液由MAX相材料制备获得，所述MAX相材料包括Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC和Ti3AlCN中的一种或多种。 3.根据权利要求1所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，其特征在于，所述高分子聚合物为PVDF‑HFP。 4.根据权利要求1所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，其特征在于，所述复合相变材料溶液是由相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在高温条件下搅拌制得。 5.根据权利要求4所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，其特征在于，所述相转变材料包括PEG‑2000和PEG‑6000中的一种或两种。 6.根据权利要求1所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，其特征在于，棉织物在复合相变材料溶液中浸渍得到PEG@SiO2复合相变棉织物，通过静电纺丝技术在PEG@SiO2复合相变棉织物表面将前驱体溶液沉积为PVDF/MXene纳米纤维膜，形成P‑M‑PEG@SiO2复合相变静电纺丝纳米纤维织物。 7.一种制备如权利要求1所述的复合相变静电纺丝纳米纤维织物的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)对MAX相材料进行处理获得MXene溶液； (2)将步骤(1)制得的MXene溶液与高分子聚合物混合搅拌均匀获得静电纺丝前驱体溶液； (3)于复合相变材料溶液中充分浸渍棉织物后干燥，重复若干次，除去表面多余的复合相变材料，得到所述复合相变棉织物基底； (4)以步骤(3)制得的复合相变棉织物基底，通过沉积法将步骤(2)中的静电纺丝前驱体溶液沉积其上，形成复合相变静电纺丝纳米纤维织物。 8.根据权利要求7所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浸渍与干燥均在真空条件下进行。 9.根据权利要求7所述的一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝过程在静电纺丝装置上进行，纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为 1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积6h于织物表面。 10.一种如权利要求1所述的复合相变静电纺丝纳米纤维织物在被动发热服中的应用。
说明书全文	一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物及其制备方法与应用技术领域 [0001] 本发明属于静电纺丝材料技术领域，具体涉及一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物及其制备方法与应用。背景技术 [0002] 热身运动是体育活动准备部分的核心内容，然而随后在热身过渡期特别是低温环境下会出现热身效果流失的现象。主动热身结合被动加热策略在维持热身效果和提升运动表现方面至关重要：即除常规热身活动外，同时需要在后续期间(热身过渡期和运动期间)穿戴加热服饰，避免皮肤和肌肉冷却对保持热身效果有积极作用。一种适用于主动热身后的加热、保温织物的需求已经产生。 [0003] 静电纺丝法是制作纳米纤维常见方法，纺织品的热舒适性和生理舒适性可以通过在织物表面应用纳米纤维层来改变，使其具备更好的透气性，触感细腻、亲肤柔和，优化穿着体验。MXene由于其大比表面积、高机械强度、良好的生物相容性和优异的光热性能等诸多优良特性在各个领域研究广泛，作为一种出色的光热转换材料，具有高太阳能捕获能力，随后转化为热能以供进一步使用，是地球上取之不尽用之不竭的低成本清洁能源，因此成为加热织物成分的极佳选择。目前，CN 116650725A公开了一种作为骨组织工程支架材料的PVDF/MXene复合纳米纤维，可以在近红外激光照射下表现出光热抗菌效果。该专利通过静电纺丝法制成的纤维具备自发热性能，但热量散失较快无法储能，且纤维膜层过薄，无法实现热身过渡期间被动加热策略。发明内容 [0004] 本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物及其制备方法与应用，以解决现有技术中复合纳米纤维无法被动发热并通过储存热量保持身体温度，实现了将太阳能有效转化为热能，且在此过程中避免相变材料泄露，并保持织物的柔软抗弯耐用。 [0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现： [0006] 本发明的技术方案之一在于提供了一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，通过静电纺丝技术在复合相变棉织物表面制备纳米纤维膜得到所述复合相变静电纺丝纳米纤维织物； [0007] 所述复合相变棉织物为棉织物在复合相变材料溶液中浸渍而成，所述纳米纤维膜为MXene溶液与高分子聚合物形成的复合物。 [0008] 进一步的，所述MXene溶液由MAX相材料制备获得，所述MAX相材料包括Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC和Ti3AlCN中的一种或多种，优选为Ti3AlC2。 [0009] 进一步的，所述高分子聚合物为PVDF‑HFP，质量分数为10％wt‑12％wt。 [0010] 进一步的，所述复合相变材料溶液是由相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在高温条件下搅拌制得。 [0011] 进一步的，所述复合相变溶液的制备过程包括：将相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在60‑80℃下以200‑400rpm的速率搅拌20‑40min直至澄清均匀。 [0012] 更进一步的，所述复合相变溶液的制备过程优选为：将相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm的速率搅拌30min直至澄清均匀。 [0013] 进一步的，所述相转变材料包括PEG‑2000和PEG‑6000中的一种或两种，优选为PEG‑6000。 [0014] 进一步的，所述复合相变棉织物基底为PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0015] 进一步的，棉织物在复合相变材料溶液中浸渍得到PEG@SiO2复合相变棉织物，通过静电纺丝技术在PEG@SiO2复合相变棉织物表面将前驱体溶液沉积为PVDF/MXene纳米纤维膜，形成P‑M‑PEG@SiO2复合相变静电纺丝纳米纤维织物。 [0016] 本发明的技术方案之二在于提供了一种制备如上所述的复合相变静电纺丝纳米纤维织物的方法，包括以下步骤： [0017] (1)对MAX相材料进行处理获得MXene溶液； [0018] (2)将步骤(1)制得的MXene溶液与高分子聚合物混合搅拌均匀获得静电纺丝前驱体溶液； [0019] (3)于复合相变材料溶液中充分浸渍棉织物后干燥，重复若干次，除去表面多余的复合相变材料，得到所述复合相变棉织物基底； [0020] (4)以步骤(3)制得的复合相变棉织物基底，通过沉积法将步骤(2)中的静电纺丝前驱体溶液沉积其上，形成复合相变静电纺丝纳米纤维织物。 [0021] 进一步的，步骤(1)中，对MAX相材料进行处理的过程包括：对MAX相材料进行化学刻蚀、溶剂置换与离心浓缩。 [0022] 进一步的，步骤(1)中，所述有机溶剂包括二甲基亚砜(DMSO)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮中的一种或多种，优选为DMF与丙酮混合溶液。 [0023] 进一步的，步骤(2)中，所述搅拌的时间为10‑30min，优选为20min。 [0024] 进一步的，步骤(2)中，所述搅拌的速率为200‑400rpm，优选为300rpm。 [0025] 进一步的，步骤(3)中，所述浸渍与干燥均在真空条件下进行。 [0026] 进一步的，步骤(3)中，所述浸渍干燥的真空度不大于1Pa。 [0027] 进一步的，步骤(3)中，所述浸渍干燥的温度为50‑60℃，优选为55℃。 [0028] 进一步的，步骤(3)中，所述浸渍干燥的时间为1‑3h，优选为2h。 [0029] 进一步的，步骤(4)中，所述静电纺丝过程在静电纺丝装置上进行，纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积6h于织物表面。 [0030] 本发明的技术方案之三在于提供了一种如上所述的复合相变静电纺丝纳米纤维织物在被动发热服中。 [0031] 进一步的，所述被动发热服用于体育活动，以在热身结束后维持身体温度。 [0032] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： [0033] 1、本发明的复合相变纳米纤维织物所用的织物基底为浸渍了复合相变材料的棉织物，相转变材料通过温度升高时氢键断裂产生热量吸附，温度降低时重新建立分子内氢键，增强结构有序程度并导致热量释放，可以存储和释放大量热量，在制备过程中通过反复浸渍与烘干使得复合相变材料均匀浸渍于基底织物，与基底未浸渍复合相变材料的织物相比，本发明能有效地将太阳能转换为热能，且在光照结束后的一段时间内能储存热量，满足人体被动加热的需求。 [0034] 2、本发明的复合相变纳米纤维织物所用的织物基底为浸渍了复合相变材料的棉织物，复合相变材料PEG@SiO2浸渍棉织物能够增强其机械性能、提高物理稳定性，还可以使得纤维之间的结合更加紧密，称重发现浸渍了复合相变材料的棉织物浸渍率为45％左右，而仅浸渍相变材料的棉织物PEG@Cotton浸渍率高达650％，减少PEG用量也有助于减少相变材料的泄露，与基底仅浸渍相变材料的织物相比，本发明制得的P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物在高温加热条件下无明显的材料泄露，仍能保持很好的纤维特性，[0035] 3、本发明采用静电纺丝法，将PVDF/MXene纳米纤维膜沉积在复合相变棉织物基底得到，PVDF/MXene纳米纤维膜兼具高分子聚合物PVDF的疏水性能与MXene的良好光热性能和相转变材料的储能能力，具有良好光热性能与水分管理性能，且通过使用复合相变材料减少浸渍率，保留原有的柔韧性与透湿能力，因此本织物具有良好的光热转化性能、储热性能和水分管理性能优势，并保持织物的柔软抗弯耐用等机械性能优点。 [0036] 4、本发明所制得的P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物在实际应用中贴合人体肌肤且具有舒适性，制备过程简单，制备周期适中，可应用于体育教学特别是低温环境下，实现主动热身后的被动加热。附图说明 [0037] 图1为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的上下表面与截面的SEM示意图，a为放大20,000倍，b为放大100倍，c为放大80倍。 [0038] 图2为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的EDS示意图。 [0039] 图3为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的实物，(1)为裁剪为6cm×2cm大小的P‑M‑PEG@SiO2材料；(2)为此P‑M‑PEG@SiO2材料的弯曲示意图。 [0040] 图4为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的XRD示意图。 [0041] 图5为实施例1经历5次吸热放热循环后的DSC曲线图。 [0042] 图6为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的光热转化与储存曲线图。 [0043] 图7为对比例1的光热转化与储存曲线图。 [0044] 图8为对比例2的光热转化与储存曲线图。 [0045] 图9为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的纳米纤维膜层的水接触角示意图。 [0046] 图10为实施例1与空白对照组的水蒸气透过率对比图。 [0047] 图11为实施例1中与对比例1加热后的相变材料泄露情况示意图。具体实施方式 [0048] 下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 [0049] 除非特别说明，本发明采用的试剂，方法，仪器和设备为本领域常规试剂，方法，仪器和设备。除非特别说明，以下实施例所用的试剂和材料均为市购，分析纯级。 [0050] 本发明首先提供了一种复合相变静电纺丝纳米纤维织物，通过静电纺丝技术在复合相变棉织物表面制备纳米纤维膜得到所述复合相变静电纺丝纳米纤维织物； [0051] 所述复合相变棉织物为棉织物在复合相变材料溶液中浸渍而成，所述纳米纤维膜为MXene溶液与高分子聚合物形成的复合物。 [0052] 所述MXene溶液由MAX相材料制备获得，所述MAX相材料包括Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC和Ti3AlCN中的一种或多种，优选为Ti3AlC2；所述高分子聚合物为PVDF‑HFP，质量分数为10％wt‑12％wt。 [0053] 所述复合相变材料溶液是由相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在高温条件下搅拌制得，制备过程包括：将相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在60‑80℃下以200‑400rpm的速率搅拌20‑40min直至澄清均匀；优选为：将相转变材料与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm的速率搅拌30min直至澄清均匀。 [0054] 所述相转变材料包括PEG‑2000和PEG‑6000中的一种或两种，优选为PEG‑6000。 [0055] 所述复合相变棉织物基底为PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0056] 棉织物在复合相变材料溶液中浸渍得到PEG@SiO2复合相变棉织物，通过静电纺丝技术在PEG@SiO2复合相变棉织物表面将前驱体溶液沉积为PVDF/MXene纳米纤维膜，形成P‑M‑PEG@SiO2复合相变静电纺丝纳米纤维织物。 [0057] 本发明还提供了一种制备如上所述的复合相变静电纺丝纳米纤维织物的方法，包括以下步骤： [0058] (1)MXene有机溶液的制备：对MAX相材料进行化学刻蚀、溶剂置换与离心浓缩，获得具有合适浓度的溶于有机溶剂的MXene溶液； [0059] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将步骤(1)制得的MXene溶液与高分子聚合物PVDF‑HFP混合搅拌均匀获得静电纺丝前驱体溶液，准备用于静电纺丝步骤； [0060] (3)复合相变棉织物的制备：相变材料与气相二氧化硅于无水乙醇中搅拌至均匀，将纯棉无纺布在真空环境下于复合相变材料溶液中充分浸渍棉织物，真空干燥除去溶剂，重复步骤，用乙醇洗涤以除去表面多余的复合相变材料，得到PEG@SiO2复合相变棉织物； [0061] (4)复合相变静电纺丝纳米纤维织物的制备：以步骤(3)制得的复合相变棉织物基底，通过沉积法将步骤(2)中的静电纺丝前驱体溶液沉积其上，形成复合相变静电纺丝纳米纤维织物。 [0062] 步骤(1)中，所述有机溶剂包括二甲基亚砜(DMSO)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮中的一种或多种，优选为DMF与丙酮混合溶液。 [0063] 步骤(2)中，所述搅拌的时间为10‑30min，优选为20min；所述搅拌的速率为200‑400rpm，优选为300rpm。 [0064] 所述浸渍与干燥均在真空条件下进行；浸渍干燥的真空度不大于1Pa；所述浸渍干燥的温度为50‑60℃，优选为55℃；所述浸渍干燥的时间为1‑3h，优选为2h。 [0065] 本发明还提供了一种如上所述的复合相变静电纺丝纳米纤维织物在被动发热服中的应用，尤其是在体育活动中的应用。 [0066] 接下来参见图1‑图11，对本发明实施方式进行具体说明。 [0067] 实施例1 [0068] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0069] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0070] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于55℃放置2h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0071] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺为纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0072] 实施例2 [0073] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0074] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0075] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑2000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于55℃放置2h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0076] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺为纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0077] 实施例3 [0078] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0079] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0080] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在80℃下以25000rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于55℃放置2h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0081] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺为纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0082] 实施例4 [0083] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti2AlC用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti2CTx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0084] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0085] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于55℃放置2h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0086] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺为纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0087] 实施例5 [0088] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMSO，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0089] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0090] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于55℃放置2h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0091] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺为纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0092] 实施例6 [0093] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0094] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并200rpm下搅拌30min。 [0095] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于55℃放置2h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0096] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0097] 实施例7 [0098] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀的多层黏土状MXene沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0099] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0100] (3)复合相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000(85％wt)与气相二氧化硅分散于无水乙醇中，并在70℃下以300rpm搅拌至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于60℃放置1.5h，取出后重复步骤，最后用乙醇洗去表面多余复合相变材料后继续干燥，成功得到浸渍均匀的PEG@SiO2复合相变棉织物。 [0101] (4)复合相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@SiO2复合相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0102] 对比例1： [0103] 本对比例提供一种仅浸渍纯相变材料的相变纳米纤维织物。 [0104] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀性沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0105] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0106] (3)相变棉织物的制备：首先，将PEG‑6000并在70℃下以水浴至澄清透明。随后将无纺布棉织物浸入PEG‑6000溶液中，并在高真空状态下(<1Pa)的真空烘箱中于85℃放置1h，取出后放置于滤纸上继续在真空烘箱中干燥3h。成功得到纯相变材料浸渍后的棉织物(PEG@Cotton)。 [0107] (4)相变纳米纤维织物的制备：以步骤(3)中的PEG@Cotton相变棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺纳米纤维膜，并通过沉积法获得复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@Cotton)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0108] 对比例2： [0109] 本对比例提供一种不添加相转变材料的纳米纤维织物。 [0110] (1)MXene有机溶液的制备：称量5mL去离子水、15mL HCL、1.6g LiF和1.0g Ti3AlC2用于刻蚀反应，在35℃下连续搅拌24h，随后将混合液以3500rpm离心40min，获得膨胀性沉淀后置换溶剂DMF，超声处理80min后，最后将收集的上清液以10000rpm离心10min离心浓缩，即获得Ti3C2Tx MXene的有机溶液(取样浓度为10mg/mL)。 [0111] (2)静电纺丝前驱体溶液的制备：将上述4.5mL MXene有机溶液、0.5mL丙酮、0.6g PVDF‑HFP混合后并300rpm下搅拌20min。 [0112] (3)纳米纤维织物的制备：将等离子体后的无纺布棉织物为承接基底，将步骤(2)中获得的静电纺丝前驱体溶液静电纺纳米纤维膜，并通过沉积法获得纳米纤维织物(P‑M‑Cotton)。纺丝针头规格为15英寸21G，推进速度为1ml/h，工作距离为15厘米，工作电压为15kV，滚轮转速60r/min，沉积于织物表面。 [0113] 随后对实施例1和对比例1‑2进行如下测试： [0114] (1)表面形貌表征：对实施例1的复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)上下表面使用扫描电子显微镜(SEM)进行表面形态表征： [0115] 如图1所示，图1为实施例1P‑M‑PEG@SiO2的上下表面与截面在扫描电子显微镜下放大20,000倍、100倍与80倍的SEM示意图，从P‑M‑PEG@SiO2上下表面的SEM图像可以看出本发明成功利用静电纺丝法与真空干燥法制备出了光热层与相变层；截面的SEM图像可以看出制备的PVDF/MXene纳米纤维膜与基底层PEG@SiO2复合相变棉织物粘合良好。 [0116] (2)元素分析：使用X射线能谱仪对实施例1的复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)进行元素分析： [0117] 如图2所示，图2的P‑M‑PEG@SiO2正面EDS图像显示纳米纤维膜层的主要成分元素为C、F、Ti，表明成功利用静电纺丝复合了PVDF与MXene材料；背面EDS图像显示复合相变棉织物层主要成分元素为C、O、Si，且荧光分布均匀，表明复合相变材料均匀浸渍于无纺布棉织物上。 [0118] (3)弯曲能力分析：如图3所示，图3为本发明的复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)实物，(1)为裁剪为6cm×2cm大小；(2)为6cm×2cm大小材料的弯曲示意图，可以看出P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物具有良好的弯曲能力。 [0119] (4)材料成分表征：使用X射线衍射仪对实施例1的复合相变纳米纤维织物(P‑M‑PEG@SiO2)进行成分分析： [0120] 如图4所示，图4的XRD图可以看出本发明制备的P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物的结构，MXene峰位于最低的2θ角度，表明了层状结构的存在，证明MXene制备成功；2θ＝22.8°附近的展示了SiO2的X衍射图样；在2θ＝14.7°、16.5°、19.1°处观察到许多PEG的特征峰。 [0121] (5)热学性能测试：使用差示扫描量热分析(DSC)对实施例1进行5次循环热学性能测试： [0122] 图5的DSC曲线显示了P‑M‑PEG@SiO2在经历5次吸热放热循环后，除第1次熔融焓稍高，循环条件下的曲线高度重合。说明本发明P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物在吸热放热循环下保持了稳定的化学性质，这是由于复合相变材料PEG@SiO2具有化学稳定性以及低泄露能力，因而本发明P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物可保证人体被动加热策略下循环利用的需求。 [0123] (6)光热转化测试：在氙灯模拟一个太阳光强度光源下，用红外热成像仪记录在一个光照循环下实施例1的光热转化能力： [0124] 如图6‑图8所示，图6的光热转化与储存曲线显示了P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物在氙灯模拟太阳光条件照射下能够有效转化为热能，并通过引入相变材料有效减缓失去光照条件后热量的散失，相变材料的储能作用在光照结束间形成40‑44℃温度平台，可以满足人体被动加热的需求。虽然图7中对比例1曲线具有同样效果，但质量分数更大也会导致相变材料熔融吸热过程减慢，加热时间更长。图8中对比例2在光照结束后温度有明显下降，说明对比例2不存在储能作用，不利于满足人体被动加热的需求。 [0125] (7)疏水性能测试：测量实施例1水接触角，对P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物进行疏水性能测试： [0126] 图9的纳米纤维层水接触角为142°，表明本发明P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物的正面具有良好的疏水性能，由于PVDF本身具有低表面能，水接触角为110°左右，通过静电纺丝技术形成纳米纤维后，表面的粗糙度，孔洞、纤维间的空隙等结构增加了空气在纤维表面和水分子之间的夹持，因而其具有较高的水排斥性，除为人体被动加热功能外还兼具排汗作用。 [0127] (8)水蒸气透过率测试：测量37℃条件下，实施例1覆盖与空白对照(无覆盖)的水蒸气透过性能： [0128] 图10的水蒸气透过率条形图显示，与空白对照(无覆盖)相比，37℃环境条件下P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物对水蒸气具有良好的透过能力。这是由于复合相变纳米纤维织物所用的织物基底较轻的浸渍率、纳米纤维间孔隙多、纤维密度低、表面积大的特点，使得水蒸气可以顺利透过此薄膜。 [0129] (9)相变材料泄露测试：在70℃加热台加热条件下，对实施例1与对比例1用滤纸吸收泄露的相变材料实施泄露程度的检测： [0130] 如图11所示，对比例1的PEG@Cotton在70℃加热台加热后泄露明显，而实施例1在同条件下无泄漏，表明复合相变材料制备成功避免了相变材料的泄露，原因是添加了复合相变材料PEG@SiO2的棉织物能够增强机械性能、提高物理稳定性，还可以使得纤维之间的结合更加紧密，称重发现浸渍了复合相变材料的棉织物浸渍率为45％左右，而仅浸渍相变材料的棉织物PEG@Cotton浸渍率高达650％，减少PEG用量也有助于减少相变材料的泄露。 [0131] 综上，本发明的P‑M‑PEG@SiO2复合相变纳米纤维织物在实际利用时，不仅可通过太阳能进行光热转换与相变储能，满足被动加热需求；还有良好的水分管理性能，具备疏水性与高水蒸气透过率。本发明兼备功能性与热舒适性能，满足体育教学时热身后过渡期间和运动时被动加热策略的实施。 [0132] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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