摘要
具有柔性的定形相变材料在实际应用中有重大的作用，使用具有形状记忆性能的载体封装相变材料可以得到同时具有弹性形变和相变储热性能的双功能性智能材料。本文使用超声分散炭黑（CarbonBlack，CB）以及多壁碳纳米管（CarbonNanotubes，CNTs）作为导电功能性填料赋予多孔复合材料以导电性能，通过物理发泡和溶液浇筑法制备得到具有多重形状记忆性能以及定形相变性能的聚乙烯醇（PolyvinylAlcohol，PVA）基多孔复合材料。 首先通过设计实验制备得到多孔PVA/CB/相变微胶囊复合材料，通过对超声时间、增塑剂种类以及增塑剂用量的优选得到了制备多孔PVA/CB/相变微胶囊复合材料的最佳工艺条件，结果表明超声时间为15min时CB的分散均匀性最佳且对相变微胶囊的相变储能影响较小；当使用三乙醇胺作为增塑剂时多孔复合材料具有均匀的孔结构和良好的柔性，三乙醇胺用量为6wt%时，多孔复合材料的孔结构均匀，拉伸断裂强力达到55.59±0.72N。 其次通过复合不同比例的CB作为导电填料，探究了不同CB含量样品的孔结构、密度、吸附性能、蓄热调温性能、热稳定性、拉伸力学性能、电性能进行测试，探究CB含量对其性能的影响，并对其热/电致形状记忆性能以及传感性能进行了探究。结果表明随着CB用量的提高，材料的孔结构变得不规则，相变焓值最高可以达到24.15J·g-1，具有良好的相变储能性能，CB用量为80wt%时多孔复合材料的电导率达到7.8S·m-1，在直流电压为25V时，弯折的材料形状回复率可以在120s内达到85.56%，循环5次形状回复过程后，形状回复率仍能达到74.30%，具有良好的形状记忆性能。同时，良好的柔性和电性能使得材料可以作为压力传感器用于人体健康管理。 为了在保证导电性能的同时进一步提升多孔复合材料的力学性能，选用CNTs作为协同填料制备了多孔PVA/CB/CNTs/相变微胶囊复合材料，并对CNTs用量不同的样品进行了各项性能的探讨，结果表明CNTs的加入对多孔复合材料的孔结构、吸附性能、热稳定性、相变储能性能影响较小，但对力学性能有较明显的提升，当CNTs用量为0.25wt%时，拉伸断裂强力可以达到54.19N，且电导率变化较小，达到6.1598S·m-1，具有良好的热/电致形状记忆性能和传感性能。 最后优选多孔复合材料与涤棉混纺织物（T/C织物）进行复合，对其微观结构、冷热循环相变储能性能、热稳定性、拉伸力学性能、热/电致形状记忆性能以及传感性能进行表征。结果表明制得的自回复织物具有良好的力学性能，拉伸断裂强力可达到448.30±0.52N，其相变潜热达到11.80J·g-1，在冷热循环50次后仍能保持11.40J·g-1，在热和电的引发下均具有良好的形状记忆性能，同时在外力产生应变后可以产生电信号的变化，可作为应力传感器用于人体运动和健康监测。
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