Adv. Fiber Mater.：電紡聚乙二醇/聚乙烯醇復合納米纖維膜作為形狀穩定的固-固相變材料

DOI:10.1007/s42765-020-00038-8

在這項工作中，通過簡單地靜電紡絲聚乙二醇（PEG）和聚乙烯醇（PVA）制備了形狀穩定的固-固相變材料（PCMs）。由于PEG和PVA的分子鏈之間存在較強的氫鍵和纏結，PEG由PVA包裹。研究了這些纖維的形態結構、熱穩定性和儲熱性能。SEM結果表明，電紡PVA/PEG復合膜具有三維無紡布結構，甚至PEG含量高達70％。這些復合纖維的熱能儲存能力隨PEG含量的增加而增強。PEG/PVA=7/3的熱焓高達78.806 J/g。此外，這些復合纖維具有優異的熱穩定性。經過100次加熱和冷卻循環后，熔融焓和結晶焓幾乎沒有明顯變化。所制備纖維仍然保持著良好的熱調節。PCMs制備工藝簡單、原料成本低、穩定性好，在智能紡織和儲能系統中具有巨大的開發利用潛力。

圖1.電紡膜的表面形態，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的直徑分布

圖2.純PEG、PVA和電紡PVA/PEG復合膜的FT-IR光譜

圖3.電紡PVA/PEG復合膜的拉伸應力-應變曲線。a電紡PVA/PEG復合膜的拉伸強度，b斷裂伸長率

圖4.電紡PVA/PEG復合膜的TG（a）和DTG（b）曲線

圖5.電紡PVA/PEG復合膜的DSC曲線

圖6.PEG含量不同的電紡PVA/PEG復合膜的紅外熱成像。a PEG/PVA=7/3的PCMs，b PEG/PVA=6/4的PCMs，c PEG/PVA=5/5的PCMs

圖7.電紡PVA/PEG復合膜的紅外熱成像。在37℃下，a PEG/PVA=7/3，b PEG/PVA=6/4，c PEG/PVA=5/5；在室溫下，d PEG/PVA=7/3，e PEG/PVA=6/4，f PEG/PVA=5/5

圖8.加熱之前和之后的對照樣品（純PEG）和具有各種PEG含量的電紡PVA/PEG復合膜

圖9.加熱的電紡PVA/PEG復合膜的SEM圖像，a PEG/PVA＝5/5，b PEG/PVA＝6/4，c PEG/PVA＝7/3。加熱的電紡PVA/PEG復合膜的直徑分布，d PEG/PVA=5/5，e PEG/PVA=6/4，f PEG/PVA=7/3

圖10.熱循環前后固-固PCMs的DSC曲線