高分子固-固相变储能材料的研究与应用

综述了各类高分子固-固相变储能材料的性能、储能机理及其优缺点,介绍了此类材料的各种应用, 并对其发展前景做了探讨和展望。高分子固-固相变储能材料具有储能密度大,相变温度恒定,体积变化小,相变过程无液体泄漏等诸多优点,已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。     

有机固-固相变储能材料的研究进展

对近年来国内外兴起的有机固-固相变储能材料进行了综述,根据改性方法的不同有机固-固相变储能材料被分为两大类即物理共混类复合相变储能材料和化学改性类复合相变储能材料,分别对两种相变材料的性能、储能机理、优缺点等方面进行了阐述比较,并对其应用和发展前景进行了探讨与展望。     

定形相变材料研究现状

根据相变机理将定形相变材料分为固-固相变材料(SSPCM)和形状稳定相变材料(FSPCM)两大类,进而按材料组成将SSPCM分作有机和无机两类,按载体材料不同将形状稳定相变材料分作聚合物FSPCM和多孔材料FSPCM两类,并分别介绍了各类定型相变材料所包含的物质种类、性能特点,叙述了各类材料的研究现状。总结了定形相变材料的制备方法,包括物理吸附法、熔融共混法、微胶囊化及压制烧结法4种。指出定形相变材料的应用领域,以及在定形相变材料研究和应用中存在的问题。     

固-固相变储热材料的研究进展

与固-液相变材料相比,固-固相变材料（SS-PCMs）受到的关注较少;鉴于SS-PCMs具有储能密度高、无毒且腐蚀性小、相变时无液体产生且体积变化较小、不易发生相分离以及过冷度小等优点,因而是一类具有发展潜力的相变材料。本文基于SS-PCMs的研究现状,对近年来几类重要SS-PCMs如多元醇SS-PCMs、高分子类SS-PCMs及无机盐类SS-PCMs的研究进展进行了综述。简要阐述了SS-PCMs的分类以及各类SS-PCMs的性能、相变储热机制和优缺点。同时介绍了选择固-固相变材料应用时的基本原则,并针对相变材料热导率低,过冷度大、稳定性差等问题的改性研究进行了综述,还简要综述了SS-PCMs的应用研究。最后指出,未来的研究应着眼于解决已合成SS-PCMs的缺陷,开发多功能的SS-PCMs,并在SS-PCMs的实际应用方面实现突破。     

一种纤维用新型聚乙二醇固-固相变储能材料

根据固-固相变材料的性质与结构特点,通过分子设计合成出了一种新型的芳香族四羟基化合物——4,4'-二苯基甲烷二异氰酸甘油酯(MTE),同时以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)-MTE为硬段,以聚乙二醇为相变单元和软段,通过原位聚合法制备出了一种聚乙二醇固-固相变储能材料(P-PCM)。利用红外光谱、核磁共振光谱、差示扫描量热法、动态热机械分析法研究了P-PCM的结构、相变行为及热稳定性,表明了P-PCM是一种新型的性能优异的相变材料。由于材料的刚性、可熔融和可溶解性,适合于纤维与织物的加工使用。     

PET/MPEG固-固相变储能材料的制备和性能研究

以聚对苯二甲酸乙二酯为骨架材料,聚乙二醇单甲醚为相变材料,在甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的作用下制备了一种固——固相变储能材料,并对所制得的相变材料进行了表征。结果表明,PET/MPEG相变储能材料随着MPEG的含量增加,相变焓增大,相变点的onset温度增大,相变焓最大为89.23 J/g;PET/MPEG固-固相变储能材料超过MPEG的熔点时也能一直保持稳定的形态,无熔化泄漏。     

高分子固-固相转变储能材料的研究进展

对高分子固-固相转变储能材料的研究进展进行了综述。根据相变储能机理，具有固-固相转变储能功能的聚合物材料被分为2大类即交联型结晶聚合物相变材料和以聚合物为摹体的复合相变材料。详细介绍了各种相变材料的制备方法、性能和应用，并且展望了高分子固-固相转变储能材料的发展前景。     

相变储能材料的研究进展

综述了用于节能领域的相变储能材料的分类及其性能、优缺点;重点论述了新型相变材料的研究发展;并探讨了相变材料在太阳能利用、医疗、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。     

道路用聚氨酯固-固相变材料的合成及性能研究

为改善传统路用固-液相变材料对沥青路面的影响,发挥相变材料优越的潜热储能特性,主动调控沥青路面温度状况,减轻公路沥青路面温度病害.以多元醇A为软段,异氰酸酯B及扩链剂C为硬段,采用预聚体法合成65％～90％软段含量不等的聚氨酯固-固相变储能材料(PUPCMs).借助红外光谱分析仪(FTIR)、热重分析仪(TG)及差示扫描量热仪(DSC),分析研究PUPCMs的结构特征、热稳定性及储热特性.针对道路沥青路面环境温度特点,对比PUPCMs的储热能力,推荐适用于公路沥青路面的PUPCMs.结果表明,PUPCMs由于其特殊的嵌段结构,硬段对软段起到束缚作用,材料在相变过程中由宏观固态转变为无定形固态,解决传统固-液相变材料泄露问题的同时发挥潜热作用,具有良好的热稳定性及储热能力;在模拟道路沥青路面最不利条件时发现PUPCMs的结构特性、热稳定性及储热性能均满足道路用相变材料的使用要求.同时,通过改变软段分子量与含量可以得到不同相变潜热、相变温度及热稳定性的材料.考虑到沥青混合料的实际应用状况,根据材料的相变焓值与相变温度区间,推荐选用6000-70％-PUPCMs掺入沥青中制备相变沥青,作为后续主要研究对象.     

PEG/PET固固相转变材料化学合成工艺的优化研究

采用化学合成工艺,以甲苯二异氰酸酯（ TDI）为交联剂,二月桂酸二丁基锡为催化剂,成功制备了具有优良相变特性及较高产率的聚乙二醇（PEG）/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）固-固相转变材料（PCM）。 FT-IR分析表明,PET与PEG确实以TDI为交联剂,发生化学反应并生成了氨基甲酸酯基团键;升温及降温DSC测试表明所合成的PCM确实为固-固相转变。并通过对合成反应温度、反应时间、反应物配比对材料相变特性及产率影响的系统研究,发现该交联体系下PEG与PET的最佳合成温度为160℃,反应时间为2h;且当PEG与PET摩尔比为1∶1时,PCM的产率最高,达到94.4%,相变焓为44.2J/g,此时材料的利用率最高。     

Study on phase change characteristics of PEG/PAM coupling blend

A novel solid–solid phase change materials with polyethylene glycol (PEG) worked as phase change substance and polyacrylamide (PAM) as solid skeleton was synthesized by coupling blend. Their phase change behaviors and structure analysis was studied by differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), they had reversible solid–solid phase change properties. The result indicates that the PEG/PAM PCMs has great transition enthalpy and suitable phase transition temperature in the phase transition process. It can be considered as promising PCMs. Otherwise, their crystallization behavior were analyzed by polarization optical microscopy (POM), the crystalline degrees of these phase change materials were affected due to the intermolecular interaction and chemical bond. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

石蜡－密胺树脂微胶囊相变材料制备与表征

研究中采用了正十八烷石蜡相变材料（ PCM）芯材,密胺树脂作为囊壁材料,用原位聚合法制备成微胶囊材料。通过改变芯材和囊壁材料的质量比,探讨了微胶囊制备过程中O／W乳化液的相稳定性,并采用SEM, FT－IR,粒度分析仪和DSC对微胶囊的形态及性能进行表征。结果表明芯材增大O／W乳化液的相稳定性下降,微胶囊数量平均粒径和体积平均粒径均减小,当芯材和囊壁材料的质量比（ Core／Shell）为1．5：1时,微胶囊表面光滑致密,平均粒径为3．6μm,相变焓为98．6 MJ／mg。     

有固相析出的多效两段蒸发过程的物热衡算方法

本文提出了用固相析出的多效两段蒸发过程物热衡算方法，并给出了结合相图进行有固相析出的多效两段蒸发过程物热衡算的逐步逼近计算的一般步骤。     

基于相变材料作用下的智能调温纤维

介绍了相变材料和调温纤维的工作机制,阐述了智能调温纤维的研制工艺,重点讨论了相变储能微胶囊乳液对纤维纺丝溶液熟成度、黏度及纤维成品质量的影响。通过DSC测试分析了纤维及面料的焓值变化,证明了智能调温纤维及其面料具有储能作用。对智能调温纤维的前景进行了展望。     

Dynamic Heat Transfer Characteristics Modeling of Microencapsulated Phase Change Material Slurries

Convective heat transfer characteristics of microencapsulated phase change material slurries (MPCSs) flowing in a circular tube under constant heat flux are studied and a feasible heat transfer model is presented. The heat transfer coefficient of MPCS and the wall temperature of the circular tube are simulated. The simulation results agree qualitatively with the experimental results. The effects of Stefan (Ste) number, mass concentration, phase change temperature range, and Reynolds (Re) number on heat transfer characteristics are discussed. The results indicate that the Ste‐number and mass fraction are the most important parameters influencing heat transfer properties compared to the phase change temperature range and Re‐number which less affect these characteristics.     

癸酸-月桂酸二元复合相变材料的相变特性研究

采用“冷却曲线法”测试癸酸-月桂酸二元体系的凝固点,验证了施罗德公式用于储热配方设计的可行性。配制相变温度在25—30℃之间的、可以应用于建筑节能领域的复合相变材料,并对其相变温度和相变潜热进行差示扫描量热计（DSC）分析。     

微胶囊相变材料及其在热红外隐身中的应用

微胶囊相变材料是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新型功能材料，因其独特的功能而成为近年来材料研究的热点。综述了微胶蠼相变材料及其在热红外隐身上的应用，展望了其在热红外隐身上的应用前景。     

Solution miscibility and phase‐change behavior of a polyethylene glycol–diacetate cellulose composite

Polyethylene glycol (PEG) and diacetate cellulose (CDA) exhibit good miscibility in acetone solution. The miscibility is related to the molecular weight of PEG, which increases as miscibility decreases. The phase‐change behavior of PEG in composite with CDA prepared from the miscible solution was found to be completely different from that of pure PEG. When the PEG fraction in the composites was less than 85%, PEG within the composite did not melt into liquid; even when the temperature was 40°C higher than the melting point of PEG, the PEG–CDA composite exhibited solid–solid phase‐change behavior. Thermal analysis indicated that the PEG–CDA composite had greater enthalpy and exhibited good thermal stability. The PEG–CDA composite that exhibited solid–solid phase‐change behavior can be used as a new kind of phase‐change material for thermal energy storage and temperature control. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 88: 652–658, 2003     

添加碳素复(混)合相变储热材料的研究及应用进展

相变储热材料因具有储热密度大、相变温度变化小且过程易控制等优点而在许多领域具有重要应用。但传统的相变储热材料存在导热系数低及固-液相变过程中液态泄漏问题,阻碍了其实际应用。碳材料如石墨、碳纤维、碳泡沫和膨胀石墨,他们都具有高导热系数、低密度和良好的化学稳定性。将碳材料添加到相变储热材料中或与相变储热材料进行复合,从而构成碳素复(混)合相变储热材料,储热材料的导热系数及其性能可明显提高。本文综述了碳素复(混)合相变储热材料的研究进展。利用膨胀石墨的多孔特性吸附有机物制备膨胀石墨基复合相变储热材料,其储热密度大、导热系数高、性能稳定、成本低且在固-液相变过程中没有液态的流动性问题,是未来研究和应用最重要的碳素复合相变储热材料。