本技术公开一种复合芯鞘结构的相变纤维膜及其制备方法和应用,该方法将聚丙烯腈溶于N’N‑二甲基甲酰胺中,搅拌使其完全溶解后,加入羟基化氮化硼,超声处理使所述羟基化氮化硼均匀分散,制得鞘层纺丝前驱体溶液;将聚乙二醇溶于N’N‑二甲基甲酰胺中,搅拌使其熔化,作为芯层纺丝前驱体溶液;将所述鞘层纺丝前驱体溶液以及芯层纺丝前驱体溶液通过同轴静电纺丝过程制得具有芯鞘结构的相变纤维膜;将所述芯鞘结构的相变纤维膜置于羟基化氮化硼的乙醇分散液中,超声浸涂后,进行冷压处理,制得所述复合芯鞘结构的相变纤维膜。本发明得到的复合芯鞘结构相变纤维膜具有良好的潜热性、导热性以及柔韧性,同时,通过芯鞘结构防止了相变材料的泄露。
背景技术
随着科学技术的不断发展,电子器件及可穿戴设备向小型化、高集成化发展,器件的散热问题面临巨大挑战,热积累引起的过热会大大降低这些设备和装置的运行效率、可靠性和寿命,甚至会引发火灾风险。另外,在夜间或极端环境下设备过冷也会导致运行不畅。近年来,智能热调节技术受到了极大的关注,热储能技术(Thermal Energy Storage,TES)成为最有前途的储能技术之一。其中,基于相变材料(Phase Change Material,PCM)的潜热储存(Latent Heat Storage,LHS)技术因其在小温度范围内具有更高的能量存储密度和更好的稳定性、可控性而受到广泛关注,被认为是最有前途的热能存储技术。相变材料在熔融和结晶过程中能够可逆地吸收和释放巨大的热能,将其与电子器件和可穿戴设备相结合,可以吸收设备运作时产生的热量,并且在需要时释放储存的热量,为电子器件或可穿戴设备提供合适的使用温度。目前的相变组分主要为聚乙二醇,聚乙二醇的相变点通常在5~20℃之间,这使得它在特定温度范围内具有良好的热能存储和释放能力,同时,聚乙二醇具有较高的相变潜热,能够吸收和释放大量的热能。然而,聚乙二醇的热导率相对较低,这限制了其热量传递的效率。另外,由于聚乙二醇在熔融状态下具有流动性,容易从封装材料中泄漏出来,这限制了其在需要长时间稳定运行的设备中的应用。现有技术有通过开发复合材料,以改善聚乙二醇热的性能,但是存在潜热保留有限的问题,即复合后的材料无法完全保留聚乙二醇的相变潜热性能,同时,在追求高导热率或抗泄漏性能时,造成了材料柔韧性的降低,限制了其在需要弯曲、折叠或穿戴设备上的应用。
实现思路