ساخت الیاف الکتروریسی‌شده دارای مخلوط اسیدهای چرب سه‌تایی اوتکتیک به‌عنوان مواد تغییرفاز برای کاربرد در منسوجات

فرضیه: مواد تغییر فاز (pcm) به‌دلیل مزایای ویژه‌ای از قبیل چگالی ذخیره انرژی زیاد و نوسان‌های دمایی کم حین تغییر فاز در سامانه‌های ذخیره انرژی استفاده می‌شوند. اسیدهای چرب نیز با دارابودن ویژگی‌هایی نظیر ظرفیت گرمایی نهان زیاد، دوستدار محیط‌ زیست‌بودن، مقاومت شیمیایی و خورنده‌نبودن، از مهم‌ترین انواع pcms آلی هستند. از مشکلات عمده اسیدهای چرب، ایجاد نشتی در فرایندهای مکرر ذخیرهبازیابی انرژی است. این مشکل را می‌توان با کپسولی‌کردن pcms در ماتریس پلیمری در مقیاس ماکرونانو برطرف کرد. اگرچه کپسولی‌کردن pcms به روش‌های مختلف انجام‌شدنی بوده، اما استفاده از ساختارهای پلیمری از روش‌های کارآمد است. الکتروریسی روش انعطاف‌پذیر نوینی است که ساخت الیاف پلیمری فرانرم را با ابعاد گسترده امکان‌پذیر می‌سازد.روش‌ها: در این مطالعه، الکتروریسی مخلوط اسیدهای چرب سه‌تایی اوتکتیک برای ساخت نانوالیاف با خواص گرمایی مناسب انجام شد. بدین منظور مواد تغییر فاز شامل کاپریک اسید (ca)، لائوریک اسید (la) و پالمیتیک اسید (pa) و مخلوط سه‌تایی اوتکتیک آن‌ها به‌عنوان pcm و پلی‌لاکتیک‌اسید (pla) به‌عنوان ماتریس نگه‌دارنده به‌کار گرفته شدند. از روش الکتروریسی نیز برای تولید الیاف استفاده شد.یافته‌ها: برای بررسی و شناسایی خواص شیمیایی، شکل‌شناسی و گرمایی کامپوزیت‌های تولیدشده، آزمون‌های مختلف از جمله طیف‌سنجی زیر‌قرمز تبدیل فوریه (ftir)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (sem)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (dsc) و گرماوزن‌سنجی (tga) به‌کار گرفته شدند. نتایج آزمون ftir نشان داد، هیچ واکنش شیمیایی بین مواد انجام نشده است. نتایج آزمون sem نشان داد، الیاف به‌درستی و بدون دانه تشکیل شدند و تشکیل پیوند هیدروژنی بین pla و مخلوط اوتکتیک اسید چرب (clp) امکان کپسولی‌شدن pcms را در ماتریس پلیمری تقویت می‌کند. همچنین دیده شد، الیاف کامپوزیتی تولیدشده دارای محدوده تغییر فاز مناسبی حدود c°12 بودند و نمونه‌هایی مناسب از الیاف pcm دارند که می‌توانند در سامانه‌های ذخیرهبازیابی انرژی مانند منسوجات به‌کار روند.

Fabrication of Electrospun Fibers Containing Ternary Eutectic Fatty Acid Mixture as PhaseChange Materials for Application in Textiles

Hypothesis: Phasechange materials (PCMs) are utilized in energy conservation systems due to their outstanding merits including high energy storage capacity and small temperature variation in the phase transition interval. Fatty acids are the preferable kind of organic PCMs due to their features such as high latent heat capacity, environmental friendly, chemical resistance and noncorrosive properties. For practical applications, fatty acid PCM suffers from leakage during frequent storage/retrieval process. This flaw can be mitigated by encapsulation of PCM in a micro/nanosized supporting matrix. Although PCM encapsulation can be accomplished in various ways, the polymeric holding structures are efficient methods. Electrospinning is a novel flexible technique which facilitates the fabrication of ultrafine polymeric fibers in large scale and wide range of diameters.Methods: Electrospinning of ternary eutectic fatty acid mixture was carried out to fabricate nanofibers with appropriate thermal properties. The phasechange materials (PCMs) used including capric acid (CA), palmitic acid (PA), lauric acid (LA) and their ternary eutectics were supported by polymeric matrix of polylactic acid (PLA) in production of nanofibers through the electrospinning technique. Findings: The fabricated composites have undergone various characterization tests including Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) to study their chemical, morphological and thermal properties. The FTIR analyses showed that no chemical reaction occurred by composite constituents. The SEM analysis showed that the fibers were formed smoothly and without beads. In addition, the formation of hydrogen bond between PLA and ternary eutectic fatty acid mixture (CLP) showed the capability to encapsulate PCMs into the PLA polymer matrix. It was also observed that the composite fibers have an appropriate phase transition temperature range of about 12˚C and are suitable fibers which contain PCM having capability in energy storage/retrieval systems (e.g. textiles) to operate at low temperatures.