一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法，所述的两级相转变储能膜为同轴纤维形成的网状膜，同轴纤维由壳层和核层组成，核层为聚氧化乙烯，壳层为左旋聚乳酸，采用同轴静电纺丝方法制备；相转变储能叠加膜，包括聚氧化乙烯纤维膜，聚氧化乙烯纤维膜的两侧均设有所述的两级相转变储能膜。本发明专利技术利用聚氧化乙烯熔点和左旋聚乳酸材料的玻璃化转变制备可降解的两级相变储能薄膜，提高相变材料的储能效率。的储能效率。的储能效率。

【技术实现步骤摘要】
一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及相转变储能膜
，特别是指一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，能源危机与环境污染是工业化进程中面对的两个最严重的难题，开发清洁能源和提高能源利用率是解决该问题的有效途径，而开发制备一种简单、高效的储能方法来提高能源利用率是一种很好的选择。其中，固
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液相变储能材料是一类重要的热能存储材料，具有储热密度大、储热容器体积小、热效率高、吸放热温度恒定等优点，因此可以用来控制体系或环境的温度。但是相变材料再熔化和冷却过程的重复循环中会反复经历相态的变化，并且不可避免地会泄漏到周围环境中，这种泄漏会缩短它们的寿命。目前，为了防止相变材料泄露，多利用胶囊、多孔材料或高分子材料等作为支撑将相变材料包裹在一个个微小的空间中，以保证相变时维持一定的形状。其中同轴静电纺丝是一种新型的制备复合纳米纤维的技术，具有工艺流程简单，工艺参数易调节，制备的聚合物纤维因具有质量轻、直径小、连续、较大的比表面积、独特的网络结构和丰富的空隙而备受关注，其在微封装领域有着潜在的应用。
[0003]目前，很多文献利用同轴静电纺丝方法制备核壳结构，来包覆相变材料防止其泄露，但是部分存在包覆率低，储能含量不稳定等问题，而且纤维膜通常为单级相转变，部分存在储能率低和热缓冲性能不好等问题。
[0004]文献(Aziz Babapoor等，Coaxial electro
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spun PEG/PA6 composite fibers:Fabrication and characterization，Applied Thermal Engineering 118(2017)398
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407)，选用PEG为核层材料，PA6为壳层材料，采用静电纺丝制备同轴纤维，为单级相转变，热缓冲性能不足等问题。
[0005]文献(孙少兴等，同轴静电纺丝制备低温相变纤维及其性能研究，化工新型材料，2016年8月，第44卷第8期)，选用聚乙烯醇缩丁醛为纤维壳材，相变材料正十五烷为芯材，利用同轴静电纺丝法成功制备低温相变纤维，采用单极相变，存在包封率低或者相变材料占比较低等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法，利用聚氧化乙烯(PEO)熔融过程和左旋聚乳酸(PLLA)材料的玻璃化转变制备两级相变可降解储能膜，提高相变材料的储能效率。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种两级相转变储能膜，所述的两级相转变储能膜为同轴纤维形成的网状膜，同轴纤维由核层和壳层组成，核层为聚氧化乙烯(PEO)，壳层为左旋聚乳酸(PLLA)。
[0008]进一步地，两级相转变储能膜中，聚氧化乙烯的含量为a，0<a≤49wt％。
[0009]进一步地，两级相转变储能膜中，聚氧化乙烯的含量为a，39wt％≤a≤49wt％。
[0010]一种相转变储能叠加膜，包括聚氧化乙烯纤维膜，聚氧化乙烯纤维膜的两侧均设有所述的两级相转变储能膜。
[0011]一种两级相转变储能膜的制备方法，包括以下步骤：以聚氧化乙烯溶液为内相溶液，左旋聚乳酸溶液为外相溶液，通过同轴静电纺丝制备同轴纤维膜，同轴纤维膜为两级相转变储能膜。
[0012]进一步地，同轴静电纺丝的外加电压为18
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20KV，接收距离为20cm，外相溶液的推速为1ml/h，内相溶液的推速为0.55
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0.8ml/h。
[0013]进一步地，聚氧化乙烯的制备方法如下：将聚氧化乙烯溶于二氯甲烷和N,N
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二甲基甲酰胺的混合溶液中，搅拌形成均相溶液；聚氧化乙烯溶液的质量浓度为8％
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12％，二氯甲烷和N,N
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二甲基甲酰胺的体积比为9
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6：1
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4。
[0014]进一步地，左旋聚乳酸溶液的制备方法如下：将左旋聚乳酸溶于二氯甲烷和N,N
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二甲基甲酰胺的混合溶液中，搅拌形成均相溶液；左旋聚乳酸溶液的质量浓度为6％
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10％，二氯甲烷和N,N
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二甲基甲酰胺的体积比为9
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6：1
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4。
[0015]一种相转变储能叠加膜的制备方法，包括以下步骤：(1)先制备两级相转变储能膜；
[0016](2)在步骤(1)的两级相转变储能膜的上侧通过静电纺丝叠加聚氧化乙烯纤维膜；
[0017](3)重复步骤(1)，在聚氧化乙烯纤维膜的上侧叠加两级相转变储能膜。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术通过同轴静电纺丝制备的同轴纤维，以PLLA为壳，PEO为核，PLLA对相变材料具有良好的包封效果；本专利技术制备的相转变储能膜为两级相变储能膜，具有良好的热性能和良好的热缓冲性能，利用可降解材料PLLA和PEO，减少对环境的污染；而且使用两级相变，PLLA的玻璃化转变温度和PEO的低温熔点，进一步增大了纤维膜储能含量；相转变储能叠加膜为两级相变储能膜
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PEO纤维膜
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两级相变储能膜构成的叠加膜，通过两侧同轴纤维膜的网状结构和PLLA外壳对相变材料PEO进行封装，减少其泄露，同样具有良好的热缓冲性能和储能效果。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术同轴静电纺丝示意图；
[0022]图2为不同纤维的TEM图；
[0023]图3为相转变储能叠加膜示意图；
[0024]图4为不同PEO含量纤维膜的DSC升温曲线；
[0025]图5为不同PEO含量纤维膜的DSC降温曲线；
[0026]图6为两级相转变储能膜和相转变储能叠加膜的DSC曲线；
[0027]图7为不同PEO含量纤维膜的热对流实验升温曲线；
[0028]图8为不同PEO含量纤维膜的热对流实验降温曲线；
[0029]图9为不同PEO含量纤维膜的重复多次的降温曲线；
[0030]图10为不同纤维膜的热对流实验降温曲线。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]一种两级相转变储能膜，所述的两级相转变储能膜为同轴纤维形成的网状膜，同轴纤维由核层和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两级相转变储能膜，其特征在于：所述的两级相转变储能膜为同轴纤维形成的网状膜，同轴纤维由核层和壳层组成，核层为聚氧化乙烯，壳层为左旋聚乳酸。2.根据权利要求1所述的一种两级相转变储能膜，其特征在于：两级相转变储能膜中，聚氧化乙烯的含量为a，0<a≤49wt％。3.根据权利要求2所述的一种两级相转变储能膜，其特征在于：两级相转变储能膜中，聚氧化乙烯的含量为a，39wt％≤a≤49wt％。4.一种相转变储能叠加膜，其特征在于：包括聚氧化乙烯纤维膜，聚氧化乙烯纤维膜的两侧均设有权利要求1
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3所述的两级相转变储能膜。5.一种两级相转变储能膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以聚氧化乙烯溶液为内相溶液，左旋聚乳酸溶液为外相溶液，通过同轴静电纺丝制备同轴纤维膜，同轴纤维膜为两级相转变储能膜。6.根据权利要求5所述的一种两级相转变储能膜的制备方法，其特征在于，同轴静电纺丝的外加电压为18
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20KV，接收距离为20cm，外相溶液的推速为1ml/h，内相溶液的推速为0.55
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0.8ml/h。7.根据权利要求5或6所述的一种两级相转变储能膜的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳萍，武跃文，王旭，郑剑亮，曾文丽，李倩，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：