相变材料通过相变过程实现潜热的释放和储存,达到温度缓冲和热能调控的功能,含有相变材料的功能织物可减少由于环境温度的急剧变化导致人体的不适,使人体体表温度维持在一个相对稳定的温度区间和皮肤-织物间的热微环境,提升织物的穿着舒适度,减少环境温度控制所需能耗。具有高封装率的相变储能织物可提供高的相变热焓,但在纤维弹性、潜在泄露问题尚有很大的提升空间。同时,传统相变织物的温度调控时间很短,难以在户外长时间使用。鉴于此,本论文以聚氨酯为成纤聚合物,采用湿法纺丝、冷冻干燥和真空浸渍的方法制备了具有多级网孔结构的弹性相变储能纤维,系统研究了纤维结构对其热储存性能和机械性能的影响,分析相变材料与纤维内部多级孔结构及分布的相互关系,通过在弹性相变储能纤维表面包覆多壁碳纳米管/水性聚氨酯包覆层,探究包覆层对相变纤维电-热控制的影响规律。采用湿法纺丝-冷冻干燥方法制备多孔聚氨酯纤维,通过真空浸渍的方法分别将十八烷、十六醇和硬脂酸三种不同类型的相变材料分别封装到多孔纤维中,再将水性聚氨酯乳液涂覆于纤维表面,干燥后制得弹性相变储能纤维。采用差示扫描量热法研究该相变储能纤维的热储存性能,封装十八烷、十六醇和硬脂酸的纤维最高封装率分别为76.9%、79.6%和84.2%,最高相变热焓分别为174.6 J/g、210.7 J/g和177.5 J/g,储热能力均在94.8%以上。力学性能测试结果表明,纤维的断裂强度最高可达4.18 MPa,断裂伸长率最高可达498%。当相变材料为液态时,复合纤维在30%伸长率下循环拉伸10次后可以完全回复,具有良好的回弹性;而在固态时,拉伸后的纤维仅能回复至原长的8%,但加热至相变温度后可完全回复。热重测试和热循环试验表明,相变储能纤维具有良好的热稳定性和耐受性,经过50次热循环后,其热焓保存率仍达94.3%以上。通过调控聚氨酯纤维孔隙结构时发现,孔隙所构成的限域效应和氢键会限制相变材料的相变行为,使得其储热能力下降,而多级孔结构能缓解这一影响。当直径小于5μm的孔面积占比从6.83%提高到46.86%时,相变纤维的储热能力会根据不同的相变材料降低2%～2.5%。相变材料与聚氨酯大分子链间所形成的氢键也使得相变材料储热能力下降,对比未形成相变材料和基体纤维间氢键,储热能力降低1.5%～3%。往弹性相变纤维织物表面上喷涂多壁碳纳米管/水性聚氨酯导电涂层后,织物的表面电阻从1011Ω降至10~2Ω。当加载功率为0.97 W的直流电时,织物的温度可上升至70℃,且在50次通-断电测试后,依然保持很好的电致发热性能。该织物同时具有光-热转化的能力,在相同的光照强度下,智能相变储能织物的平衡温度比普通棉织物高10℃。当停止光照后,相变储能织物较普通织物能延长25 min的保温时间。研究发现,所制备的相变纤维在相变过程中存在较大的体积变化,织物表层涂覆的导电层被牵伸,导电层电阻变小,使得织物具有温度感应的性能。织物升温至相变温度后,织物的电阻可提升30%～90%,且可多次循环。