【摘 要】
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辐射制冷纤维相比于传统织物,能较好的反射走太阳光并将热量以红外辐射的形式传递到外太空,继而实现降温效果。辐射制冷纤维的降温效果需要相对较高的太阳光谱短波段（200-2500 nm）反射率以及中红外波段大气窗口处（8-13μm）的高发射率。本文采用静电纺丝技术与熔融纺丝技术将Mg11（HPO3）8（OH）6、SiO2等无机粉体与高分子基体材料复合,直接制备了具有优异辐射制冷性能的纤维。通过XRD、S
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辐射制冷纤维相比于传统织物,能较好的反射走太阳光并将热量以红外辐射的形式传递到外太空,继而实现降温效果。辐射制冷纤维的降温效果需要相对较高的太阳光谱短波段（200-2500 nm）反射率以及中红外波段大气窗口处（8-13μm）的高发射率。本文采用静电纺丝技术与熔融纺丝技术将Mg11（HPO3）8（OH）6、SiO2等无机粉体与高分子基体材料复合,直接制备了具有优异辐射制冷性能的纤维。通过XRD、SEM、UV-Vis-NIR、FT-IR等测试方法对纤维的结构、微观形貌、反射率与发射率进行表征,并提出具有高反射率和高发射率的理论解释。主要研究结果如下:（1）通过静电纺丝法合成了具有短波段高反射率和中红外宽谱范围高发射率的复合纤维。厚度约300-400μm的静电纺丝PMMA/PS/PVDF纤维在短波段范围的内反射率均能达到96%,分子结构的区别导致了不同基体发射率的差别,PVDF选择性好发射率达到74.71%。通过调整纺丝原液中DMF与DCM比例制备了沟槽状PMMA纤维,其大气窗口和中红外宽谱的发射率相比于PMMA纤维,分别从55.85%,62.05%提高到72.44%,78.85%。（2）在静电纺丝复合纤维中,无机粒子的种类决定了其短波段的散射与中红外波段的吸收能力,表面带有微纳米针状结构且拥有较多红外分子振动吸收类型的Mg11（HPO3）8（OH）6粒子是最佳无机填料。复合纤维的发射率与无机粒子含量并非线性关系,最优掺杂比例为5 wt%。无机粒子诱导的宽谱共振吸收和复合纤维中的分子键振动吸收使Mg11（HPO3）8（OH）6-PMMA纤维在大气窗口和中红外宽谱内的发射率达到90.27%,84.59%。（3）通过熔融纺丝法制备了纯pp纤维,并将硬脂酸改性后的疏水SiO2与Mg11（HPO3）8（OH）6粒子与pp制备出复合纤维。复合纤维中SiO2含量超过5%时导致纤维表面粗糙度升高与光泽度下降。单根直径为50μm的pp纤维透过率超过90%,晶粒尺寸超过20 nm且结晶率为50%左右的晶区和分布在纤维中的无机粒子两者共同削减了纤维的透过率。针状Mg11（HPO3）8（OH）6相比于球状SiO2粒子,比表面积更大,对于光谱性能提升更高。Mg11（HPO3）8（OH）6-pp复合纤维分别在200-380 nm、200-2500 nm相较于pp纤维反射率提升了3.3%、4%。Mg11（HPO3）8（OH）6在中红外波段诱导的宽谱共振吸收显著提高了纤维的发射率,分别达到81.06%、88.41%。（4）辐射制冷纤维户外实际降温测试结果表明,5wt%Mg11（HPO3）8（OH）6-PMMA纤维与Mg11（HPO3）8（OH）6-pp纤维均能在白天太阳直射的情况下实现分别低于空气温度2～4℃、1～2℃的降温效果。模拟人体设计热源,发现中红外透过pp纤维与中红外高发射Mg11（HPO3）8（OH）6-PMMA纤维均能较好的散发人体热量。
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