[发明专利]一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及相转变储能膜技术领域，特别是指一种两级相转变储能膜、叠加膜及其制备方法。

背景技术

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-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。

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。

文献(Aziz Babapoor等，Coaxial electro-spun PEG/PA6 composite fibers:Fabrication and characterization，Applied Thermal Engineering 118(2017)398–407)，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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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)。

进一步地，两级相转变储能膜中，聚氧化乙烯的含量为a，0a≤49wt％。

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％。

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。

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。

进一步地，同轴静电纺丝的外加电压为18-20KV，接收距离为20cm，外相溶液的推速为1ml/h，内相溶液的推速为0.55-0.8ml/h。