DOI:10.1007/s10965-020-02136-y
在這項工作中,以聚偏氟乙烯(PVDF)為纖維材料,通過靜電紡絲法制備了具有儲能能力的復合納米纖維。以肉豆蔻酸(MA)和十四烷醇(TD)的相變共晶混合物為儲能材料,制備了復合納米纖維。使用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、差示掃描量熱儀(DSC)、熱重分析儀(TGA)和機械測試機對PVDF/MA-TD復合納米纖維進行了表征。結果表明,TD/MA質量比為7:3的MA-TD共晶混合物其熔點和潛熱分別為37.8℃和155.2 J/g。此外,由于PVDF具有較高的化學穩定性,因此PVDF與MA-TD共晶混合物之間沒有任何化學反應。PVDF/MA-TD復合納米纖維的熔點高于純MA-TD共晶混合物的熔點。DSC結果表明,不同MA-TD負載量的電紡PVDF/MA-TD復合納米纖維具有合適的相變溫度,潛熱范圍約為6-77 J/g。此外,相當大的熱能存儲容量、良好的熱穩定性和機械性能使PVDF/MA-TD復合納米纖維成為儲能和調溫紡織品應用中的潛在材料。
圖1.(A)MA、TD和二元MA-TD混合物在不同TD/MA質量比(1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1)下的差示掃描量熱曲線,加熱和冷卻速率分別為5℃/min(20℃-80℃);(B)MA-TD系統的相圖。
圖2.電紡PVDF納米纖維(A)和不同PVDF/MA-TD質量比(9:1、8:2、7:3、6:4和5:5)的PVDF納米纖維(B-F)的SEM圖像
圖3.MA-TD共晶纖維、PVDF納米纖維和不同PVDF/MA-TD質量比(9:1、8:2、7:3、6:4和5:5)的PVDF/MA-TD納米纖維的FT-IR光譜
圖4.MA-TD共晶纖維、PVDF納米纖維和不同PVDF/MA-TD質量比(9:1、8:2、7:3、6:4和5:5)的PVDF/MA-TD納米纖維的DSC曲線
圖5.MA-TD共晶、電紡PVDF納米纖維和不同PVDF/MA-TD質量比(9:1、8:2、7:3、6:4和5:5)的PVDF/MA-TD復合納米纖維的TGA(A)和DTG(B)曲線
圖6.電紡PVDF納米纖維膜和不同PVDF/MA-TD質量比(9:1、8:2、7:3、6:4和5:5)的PVDF/MA-TD共混物的力學測試