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Adv. Fiber Mater.:电纺聚乙二醇/聚乙烯醇复合纳米纤维膜作为形状稳定的固-固相变材料

2020-04-30   易丝帮

DOI:10.1007/s42765-020-00038-8

在这项工作中,通过简单地静电纺丝聚乙二醇(PEG)和聚乙烯醇(PVA)制备了形状稳定的固-固相变材料(PCMs)。由于PEG和PVA的分子链之间存在较强的氢键和缠结,PEG由PVA包裹。研究了这些纤维的形态结构、热稳定性和储热性能。SEM结果表明,电纺PVA/PEG复合膜具有三维无纺布结构,甚至PEG含量高达70%。这些复合纤维的热能储存能力随PEG含量的增加而增强。PEG/PVA=7/3的热焓高达78.806 J/g。此外,这些复合纤维具有优异的热稳定性。经过100次加热和冷却循环后,熔融焓和结晶焓几乎没有明显变化。所制备纤维仍然保持着良好的热调节。PCMs制备工艺简单、原料成本低、稳定性好,在智能纺织和储能系统中具有巨大的开发利用潜力。

 

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图1.电纺膜的表面形态,a PEG/PVA=5/5、c PEG/PVA=6/4、e PEG/PVA=7/3、g PEG/PVA=8/2和h PEG/PVA=9/1。b PEG/PVA=5/5、PEG/PVA=6/4和PEG/PVA=7/3的直径分布


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图2.纯PEG、PVA和电纺PVA/PEG复合膜的FT-IR光谱


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图3.电纺PVA/PEG复合膜的拉伸应力-应变曲线。a电纺PVA/PEG复合膜的拉伸强度,b断裂伸长率


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图4.电纺PVA/PEG复合膜的TG(a)和DTG(b)曲线


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图5.电纺PVA/PEG复合膜的DSC曲线


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图6.PEG含量不同的电纺PVA/PEG复合膜的红外热成像。a PEG/PVA=7/3的PCMs,b PEG/PVA=6/4的PCMs,c PEG/PVA=5/5的PCMs


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图7.电纺PVA/PEG复合膜的红外热成像。在37℃下,a PEG/PVA=7/3,b PEG/PVA=6/4,c PEG/PVA=5/5;在室温下,d PEG/PVA=7/3,e PEG/PVA=6/4,f PEG/PVA=5/5


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图8.加热之前和之后的对照样品(纯PEG)和具有各种PEG含量的电纺PVA/PEG复合膜


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图9.加热的电纺PVA/PEG复合膜的SEM图像,a PEG/PVA=5/5,b PEG/PVA=6/4,c PEG/PVA=7/3。加热的电纺PVA/PEG复合膜的直径分布,d PEG/PVA=5/5,e PEG/PVA=6/4,f PEG/PVA=7/3


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图10.热循环前后固-固PCMs的DSC曲线

 

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