十八烷@聚苯乙烯-聚苯胺微胶囊/MXene/磷酸胆碱改性聚丙烯酸酯复合涂层的制备及其用于织物高效湿热管理的研究

《Surfaces and Interfaces》：Fabrication of Octadecane@Polystyrene-Polyaniline Microcapsules-MXene/Phosphorylcholine-Modified Polyacrylate Composite Coating for Effective Moisture-Thermal Management of Fabrics

　　

摘要

智能可穿戴设备的加速涌现促使人们迫切需要一种能够无缝集成实时生理传感与自适应热调节功能的纺织品。在此，采用微胶囊-MXene/改性聚丙烯酸酯协同策略，构建了具有动态热管理功能的湿度响应面料。通过原位苯胺聚合制备了双壳微胶囊，在十八烷@聚苯乙烯微胶囊（OD@PS）上形成了聚苯胺（PANI）外壳。合成了一种膦酸胆碱功能化的聚丙烯酸酯，并将其与微胶囊和MXene混合，通过简单的后整理工艺在面料上形成涂层。微胶囊提供了52.73 J/g的相变焓，并在重复加热-冷却循环后保持了稳定的热性能。得益于膦酸胆碱基团的强亲水性和双壳结构的高比表面积，该涂层表现出高效的湿度吸附与传输能力，在OD@PS-PANI负载量为9%时实现了22150%的最大湿度灵敏度，显著高于不含OD@PS-PANI微胶囊的对照涂层。应用测试证明了可靠的实时湿度监测能力，而相变组分的可逆储热与释热功能实现了动态热调节，有助于在运动过程中维持舒适度。本研究为集成传感与个人热管理功能的智能可穿戴纺织品提供了一条实用途径。

章节片段

材料

聚乙烯醇（PVA）由郑州阿尔法化学品有限公司供应。二乙烯基苯（DVB）、苯胺（ANI）、碳酸氢钠（NaHCO₃）、过硫酸铵（APS）、2-甲基丙烯酰氧乙基膦酸胆碱（MPC）、丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）购自麦克林生化科技有限公司。过硫酸钾（KPS）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）购自上海泰坦科技有限公司。十八烷（OD）来自郑州阿尔法

OD@PS-PANI的制备与表征

OD@PS微胶囊通过悬浮聚合制备聚苯乙烯核，随后在酸性条件下进行原位苯胺聚合，在PS表面形成第二聚苯胺壳。如图3a所示，OD@PS微胶囊表面光滑，呈规则球形几何形态。PANI沉积后，表面密集分布着纳米级颗粒（图3b）。更高倍率的SEM图像（图3c）进一步揭示了一个

结论

总之，通过将PAC与OD@PS-PANI及MXene纳米片结合，在聚酯面料上形成了稳定的复合涂层，制备了一种多功能智能纺织品涂层。OD@PS-PANI微胶囊实现了52.73 J/g的潜热，并在15次加热-冷却循环后保持了稳定的相变行为，证明了可靠的潜热储存能力与循环稳定性。复合涂层表现出卓越的湿度传感性能，实现了最大灵敏度

未引用参考文献

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CRediT作者贡献声明

孟晓宇：初稿撰写，方法学，调查研究，数据整理。杨浩：方法学，调查研究，概念化。郭云逸：方法学，数据整理，概念化。何晓龙：监督，调查研究。邱华：监督，概念化。陈坤林：审阅与编辑，监督，资金获取，概念化。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文报告的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本工作由江苏省基础研究计划（BK20252078）提供资金支持。

孟晓宇|杨浩|郭云逸|何晓龙|邱华|陈坤林