水化-结晶法水泥基复合相变材料的制备与性能表征

以水泥为胶凝封装材料,采用水化-结晶法制备了新型聚乙二醇（PEG）-水泥复合相变材料,研究了PEG-水泥复合相变材料的微观结构、化学成分、储热性能及热稳定性。试验结果表明,PEG填充在水泥水化产物的孔隙中,水泥对PEG的封装效果良好,并且PEG与水泥仅是物理混合,没有发生化学反应;制备的PEG-水泥复合相变材料熔融相变潜热为37.47 J/g,并且在300℃以下具有良好的热稳定性,能作为调温剂用于建筑节能。     

脂肪酸/无机纳米颗粒基定形相变材料的制备与热性能

以工业水玻璃为纳米SiO2前驱物,以癸酸(CA)和月桂酸(LA)二元低共熔酸为相变芯材,在表面活性剂的参与下,采用溶胶-凝胶法一步制备出纳米级复合定形相变蓄热材料.利用透射电子显微镜,扫描电子显微镜,傅里叶红外光谱仪,方差扫描量热法和热重分析等测试技术对此定形相变蓄热材料的结构和性能进行分析,并采用瞬态热线法测量了其导热系数.结果表明:相变芯材在吸热熔化后不会产生流动和渗漏;复合相变材料中脂肪酸含量(质量分数)为46％,具有良好的相变蓄热性能(相变温度19.57℃,相变潜热71.28 J/g)和热稳定性;复合相变材料导热系数为0.178 W/(m·K),可作为一种良好的隔热、保温建筑材料.     

定形PEG/SiO_2相变材料对水泥沥青混凝土性能的影响研究

以定形PEG/SiO_2相变材料、沥青、水泥和集料为原料,制备相变控温水泥沥青混凝土,研究了相变材料对沥青结合料储热性能和流变性能、沥青混凝土路用性能和调温性能的影响。结果表明:随着相变材料掺量的增加,沥青混凝土低温抗裂性逐渐增强,而高温稳定性和水稳定性逐渐减弱,当相变材料掺量大于5%时,水稳定性急剧下降:相变材料的加入使混凝土的升温速率减小,达到相变温度后升温曲线出现平台,当相变材料掺量大于5%时,混凝土的调温性能趋于稳定。综合考虑,相变材料的合适掺量为5%。     

定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热混凝土制备及性能研究

为制备性能优异的相变蓄热混凝土,试验确定了定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热骨料中相变材料的组成比例和制备工艺,并研究了相变蓄热骨料对混凝土力学性能和热工性能的影响。结果表明,相变材料中PEG含量为80%,石墨掺量为6%时,相变材料在具有合适相变温度和相变焓的同时,有良好的导热性能;相变蓄热骨料的合适吸附时间和温度分别为3 h和80℃,经表面封装后的相变蓄热骨料具有优异的稳定性。相变蓄热骨料虽然降低了混凝土的抗压强度和导热系数,但延缓了水泥水化热造成的温度升高,延缓了放热速率,能防止温度应力造成的混凝土开裂,且能明显改善混凝土的储热性能,综合考虑相变蓄热骨料替代率不宜大于80%。     

相变材料在调温沥青路面中的研究进展

相变材料(PCMs)因具有很高的熔融潜热特性,可以储存大量的热能,将其加入路面用于调控路面温度成为近年来研究的热点。对相变材料及定形相变材料合成方法进行了概述,重点阐述了相变材料的掺入对沥青胶浆及沥青路面性能影响的研究进展。同时,对该研究领域现存的问题进行了总结。最后对相变材料在沥青路面中的应用进行展望。     

聚乙二醇/水泥基复合相变材料的制备与表征

基于水化-结晶法,以聚乙二醇为相变材料,硫铝酸盐水泥的水化产物为基体,利用聚乙二醇的水溶性和硫铝酸盐水泥的水硬性制备了一种高聚乙二醇含量的水泥基复合相变材料（CPCMs）,研究了其微观结构、化学兼容性、晶体结构、相变特性、热稳定性及降温效果.结果表明：聚乙二醇能够均匀地分散在硫铝酸盐水泥水化产物构成的多孔网络结构中,负载情况良好;聚乙二醇与硫铝酸盐水泥水化产物的化学兼容性良好,二者没有发生化学反应;CPCMs在250℃以下具有良好的热稳定性,具备用于相变储热沥青路面的温度条件;当聚乙二醇质量分数为36.36%时,CPCMs的相变焓高达62.48 J/g,与对照组硫铝酸盐水泥相比,其表面温度降低了7.3℃.     

路面用潜热材料的制备与调温性能研究

选择适合路面光热环境的有机相变材料,分3种导入模式制备相变改性沥青、硅藻土粉末状复合相变材料和陶砂粒状复合相变材料,根据制备材料的性能进行取舍,确定所用的复合相变材料.采用复合相变材料等体积替代矿粉和细集料制备潜热沥青混合料,并用温度监测系统测定其调温效果.结果表明：所制备的路面用潜热沥青混合料相比于基质沥青混合料,可降温8～10℃,因而料具有良好的调温效果.     

聚乙二醇/二氧化硅/膨胀石墨相变储能材料的制备与性能研究

本文以聚乙二醇(PEG)为有机组分,膨胀石墨(EG)的多孔结构为材料载体,以二氧化硅(SiO_2)的网状结构完成封装,通过溶胶凝胶法和真空浸渗法相结合,制备具有良好导热能力的聚乙二醇/二氧化硅/膨胀石墨定形相变材料。通过DSC、TG、XDR和导热系数测试分析复合材料的结构和性能,测试结果表明:聚乙二醇最大质量分数为84%,膨胀石墨质量分数为6%,材料没有液相泄露,相变温度为59.9℃,潜热值为129J/g,导热系数为1.867W/(m·k),且热稳定性良好;另外,导热系数与复合体系中膨胀石墨的质量分数为指数关系,此材料为中温潜热蓄热提供了一种蓄热介质选择,在热泵供热、太阳能利用、余热回收等领域有广阔的应用前景。     

定形相变材料的表面亲水改性研究

定形相变材料是一种不需要封装的相变材料,可与石膏或水泥直接复合,但在复合过程中,存在分散效果差、浸润性不好的问题。针对以上问题,本文采用表面活性剂对定形相变材料进行表面改性,使其由憎水变为亲水,从而改善分散效果和加强复合材料的界面结合。这一低成本表面改性技术为定形相变材料与水泥或石膏复合打下了基础。     

石膏载体定形相变材料的制备及其热性能

制备了以石膏作载体、石蜡作相变材料的定形相变材料(复合石膏板)。实验证明表面活性剂硬脂酸钠可有效提高石膏板吸收石蜡的质量比,差示扫描量热结果显示复合定形相变材料中石蜡的相变温度、峰顶温度降低,相变吸热量与相变蜡在复合材料中的质量成正比。