LA-MA/聚甲基丙烯酸甲酯复合相变蓄热材料的制备与性能

以月桂酸和肉豆蔻酸的最低共熔物和甲基丙烯酸甲酯为基本原料,以偶氮二异丁腈作引发剂,采用本体聚合法制备了一种复合定形相变蓄热材料。SEM和POM测试结果表明脂肪酸在基体中分散均匀,聚甲基丙烯酸甲酯对脂肪酸具有包覆固定作用,复合材料在相变蓄热过程中无液体泄露。采用DSC、FT-IR、TG等测试技术对复合相变材料的热性能、结构特征及热稳定性等进行表征,结果表明脂肪酸与聚甲基丙烯酸甲酯的复合方式为物理共混,脂肪酸含量不同的各定形相变材料均保持了脂肪酸的相变蓄热性能,且具有良好的热稳定性。脂肪酸在复合相变材料中的理想质量分数为70%,此时复合材料的相变潜热为113.2kJ/kg。该类复合相变蓄热材料克服了脂肪酸在相变过程中的熔化泄露问题,制备成本较低,工艺简单,在建筑太阳能利用等领域具有潜在的应用价值。     

室温相变蓄热复合材料的制备及研究

选用十酸和十二酸2种脂肪酸作为相变材料,采用溶胶一凝胶法制备脂肪酸/SiO_2相变蓄热复合材料.分别采用差示扫描量热仪(DSC)、红外光谱仪(IR)和扫描电镜(SEM)对所制备的复合材料的相变温度、相变焓和微观结构进行了测试和表征.DSC测试结果表明,该复合材料的相变温度在室内舒适温度范围具有较高的相变潜热、相变焓和相变温度;IR分析表明,脂肪酸与SiO_2之间是简单的嵌合关系;SEM表明,复合材料表面具有多孔结构,改善了相变可逆性.     

溶胶-凝胶法制备脂肪酸/SiO_2复合储能相变材料研究

以SiO_2为担载材料、癸酸-硬脂酸脂肪酸低共熔物为相变芯材,通过溶胶-凝胶法制备脂肪酸/SiO_2复合储能相变材料,并通过SEM,FT-IR,DSC及TG对其结构和性能进行了分析和表征。结果表明:当癸酸-硬脂酸的掺量为55%时,脂肪酸能牢固封存于SiO_2的三维空间网络结构中,复合储能相变材料颗粒均匀,表面光滑圆润;当超过SiO_2负载量时,多余的脂肪酸会暴露于基体表面,造成颗粒团聚、黏结且分散性差;SiO_2作为担载材料与相变芯材之间仅为简单的物理嵌合关系,同时还能提高复合储能相变材料的高温稳定性,使其在150℃以下具有稳定的热性能;复合储能相变材料的相变温度和潜热分别为29.9℃和68.2J/g,适合作为储能蓄热材料应用于低温相变领域。     

一种新型低温复合相变蓄热材料的制备研究

本文以氨水为催化剂,乙酰胺作相变材料,采用溶胶-凝胶法制备出有机-无机复合相变蓄热材料.通过改变醇盐-醇-水体系配比及相变材料的加入量来控制蓄热能力和相变温度.运用红外光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪及扫描电镜对复合材料进行分析.分析结果表明：乙酰胺含量为21.5%的复合材料相变温度仅23.2℃,而蓄热能力可达116.7J/g,是纯乙酰胺的2.16倍.     

二元脂肪酸/SiO2复合相变储能材料的制备与表征

针对适用于建筑领域的相变储能材料,选用癸酸(CA)分别与月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)和棕榈酸(PA)复合制备了二元低共熔脂肪酸作为储能材料。通过施罗德公式计算得到二元低共熔脂肪酸的混合比例和理论相变温度。基于CA-MA优异的性能,采用溶胶-凝胶法制备CA-MA/SiO2定形相变储能材料。采用FT-IR、SEM、DSC、TG对CA-MA/SiO2的结构、形貌、热性能和热稳定性进行了分析。结果表明,制备的3种二元低共熔脂肪酸适合于建筑领域。CA-MA较好地被固定在SiO2多孔网络中,储能材料和SiO2之间仅为物理结合,没有新物质的生成。定形相变储能材料的相变温度为20.96℃,相变焓为70.17J/g,相变温度适中,相变焓高,热稳定性好。     

正癸酸-棕榈酸-硬脂酸三元脂肪酸复合相变材料的热性能

以癸酸(CA)、棕榈酸(PA)和硬脂酸(SA)为原料,通过超声法制备了三元脂肪酸复合相变材料。由二元相图确定CA-PA的二元配比,由三元相图确定CA-PA-SA的三元配比,由DSC和FT-IR测试其化学性质和热性能。FTIR表明共混复合相变材料中3种脂肪酸是通过分子间作用力结合在一起;DSC表明共混复合相变材料的相变温度为25.59℃、相变焓176.98J·g-1,由二元和三元相图可以看出,相变温度都是先降低后升高,表现出低共熔物特征;通过500次热循环测试,作为相变材料脂肪酸三元低共熔物具有良好的热稳定性和化学稳定性。根据上面的结论得出CAPA-SA复合相变材料有合适的相变温度和相变潜热,适合做蓄热低温材料。     

改性硅藻土/脂肪酸定形相变材料的制备及性能

采用癸酸和月桂酸的二元低共熔混合脂肪酸为相变芯材,以经过高温焙烧和酸浸法进行改性处理的硅藻土作为基体材料,通过真空浸渍法制备改性硅藻土/脂肪酸定形相变材料,并采用不同的固-液分离工艺对定形相变材料进行干燥。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)和热循环实验等方法对改性硅藻土以及定形相变材料的物质成分、化学结构、热性能及稳定性等进行表征。结果表明,500℃高温焙烧5h和50%硫酸酸浸5h对硅藻土的改性效果良好,改性硅藻土的孔隙率和吸附性能明显提高;经抽滤干燥处理的定形相变材料热性能最优,改性硅藻土对脂肪酸相变材料的吸附率为42.7%,定形相变材料相变温度为17.68℃,相变潜热为66.65J/g,改性硅藻土能够对脂肪酸产生吸附和固定作用,定形相变材料表现出良好的热稳定性,可以用作保温、蓄热建筑材料。     

复合相变蓄热材料研究进展

相变材料是目前热门的功能材料,在储存和释放能量的过程中,温度保持不变或稳定在一定的温度区间内,使得相变材料不仅能实现热量储存且具有温度调控功能。复合相变材料由于具有多种单一材料的性质而成为研究热点,并广泛应用在建筑节能、电子器件热管理等方面。本文分类归纳了相变材料的特征,并根据化学成分不同将复合相变蓄热材料分为有机-有机、无机-无机和有机-无机三大类,结合研究现状分类梳理了不同类型复合相变蓄热材料的优缺点,并对其蓄热特性进行归纳对比。总结了复合相变蓄热材料的应用现状,结合能源应用现状和环境情况进一步分析了今后的研究和发展方向,认为未来的复合相变材料应该是高效蓄热、灵敏准确、价格低廉、环保可降解的新型复合相变材料。     

相变材料太阳能蓄热水箱热特性实验研究

蓄热水箱是太阳能热利用系统中的关键部件之一。为提高太阳能热水系统效率,在蓄热水箱中添加Ba(OH)_2·8H_2O相变材料,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,研究相变材料对蓄热水箱热特性的影响。结果表明:添加相变材料后,蓄热水箱的蓄热量从18.81 MJ提高至19.07 MJ,随着进口体积流量的增大,蓄热水箱混合数先减小后增大,而有效释热率先增大后减小且在3 L/min时达到峰值92.2%。相变材料的加入能够提高蓄热水箱的有效释热率,同时提高水箱的热分层特性,且位置越靠近进口改善效果越好。     

相变材料的复合及其调温性能研究

为了进一步拓宽相变材料的应用范围和使用价值，开发新型储能材料，采用“溶胶-凝胶”工艺制备出不同相变材料A质量分数的复合相变材料。运用DSC、TG、DTG、IR以及偏关显微镜等手段对复合材料的热性能及结构进行了测试和分析。结果表明，复合相变材料的相变焓及相变温度随相变材料A质量分数不断增加而增大，复合后材料的相变焓及相变温度均低于纯相变材料的相变焓及相变温度。红外显示二氧化硅和相变材料之间仅仅是嵌合关系。偏光照片显示复合材料表面有多孔结构，材料被嵌入二氧化硅网络结构中，从而改善了固．液材料相变过程泄漏问题，提高了材料稳定性。     

形态稳定相变材料聚乙二醇/聚酰胺6共混物的制备及性能

以聚醚酯酰胺(PEEA)为相容剂,以溶液共混的方法制备了形态稳定的聚乙二醇(PEG)/聚酰胺6(PA6)相变材料,对材料的形态结构、固-固相变、热性能及相变实质进行了研究。结果表明,制备形态稳定的相变材料(PCM),PEG的最大添加量为80%(质量分数);材料的相变温度及相变焓随PEG质量分数的增加和分子质量的增大而提高;材料在相变温度下发生了固-固相转变,其实质是PEG在相变温度下由结晶态到无定型态的相互转变,材料在循环加热的条件下也能一直保持稳定的形态,无熔化泄漏。     

Preparation and characterization of a novel solid-liquid PCM: Butanediol di-stearate

Butanediol di-stearate, a novel solid-liquid phase change material, was prepared via the reaction of thionylchlorided stearic acid with 1, 4-butanediol. And then it was characterized by FT-IR, ¹H NMR spectra and DSC measurements. The DSC results indicate that the phase change onset temperature and phase change enthalpy of butanediol di-stearate were at 41.80 °C and 181.97 kJ/kg, respectively.     

正癸酸-月桂酸-硬脂酸三元低共熔体系/膨胀石墨复合相变材料的制备与表征

将正癸酸(DA)、月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)熔融共混制备了三元体系相变材料(DA-LA-SA),以DA-LA-SA为相变材料,膨胀石墨(EG)为载体材料,用熔融共混法制备不同DA-LA-SA含量的三元低共熔脂肪酸/膨胀石墨复合相变材料(DA-LASA/EG-PCMs)。采用FT-IR、XRD、SEM、TGA和DSC对其组成成分、晶体结构、微观形貌、相变温度和相变焓进行表征。结果表明,当DA、LA和SA的质量配比为1∶8∶1时,DA-LA-SA具有较低的相变温度和较高的相变焓;EG由大量的微孔构成,通过微孔束缚和表面吸附与DA-LA-SA物理结合,具有良好的稳定性;EG质量分数为10%时,所制备的DA-LA-SA/EG-PCMs三元相变体系复合相变材料的相变温度为38.6℃,相变焓为123J/g,导热系数为3.572 1 W·(m·K)-1,分散均匀,颗粒粒径较小,具有优良的热性能和稳定性。     

泡沫炭基储能传感复合材料的制备研究

以生物质淀粉烧制泡沫炭为基本骨架,以聚吡咯为导热、导电材料,以无机和有机混合相变材料为储能介质,构建具有传感功能的相变复合材料,使相变复合材料的温度变化能够实时地以电信号的形式给出。本文探讨了不同分子量PEG及其用量对复合材料储能和传感性能的影响。电阻-温度-时间关系的测试结果表明CF-PPy-PCM-1000-1,CF-PPy-PCM-8000-0,CF-PPy-PCM-20000-0传感功能较好。DSC测试结果显示CF-PPy-PCM-8000-0的熔融焓值为113.29 J/g,CF-PPy-PCM-20000-0的熔融焓值为124.44 J/g,二者具有作为相变储能材料的潜能。SEM图像表明,负载PCM后,PCM附着在CF-PPy骨架的孔泡壁上。尽管从PCM的填充情况看,还有进一步提升其负载量的空间,但这种非全面填充的状态也在一定程度上保证了复合材料在储热过程中不会出现相变材料的渗出泄露的问题。     

聚乙二醇基复合相变材料的制备与热性能研究

利用聚乙二醇(PEG)为相变材料、以羟丙基甲基纤维素为分子骨架,采用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯作为交联剂,用化学接枝法成功合成了一种新型复合相变材料。采用红外光谱、差示扫描量热仪、热重仪、扫描电镜和X射线衍射仪对该复合相变材料的化学结构、相变性能、热稳定性、微观形貌和晶体结构等性能进行了表征。结果表明:该复合相变材料的相变过程表现为固-固相变的性质,其相变温度在309~323.2K范围内,相变焓值在89.8~106.8J/g之间。可见,通过化学接枝法得到的复合相变材料具有较好的相变行为,且克服了聚乙二醇在相变过程中的泄露问题。     

十六醇-十六酸-十二酸/SiO_2三元相变体系复合材料的热湿性能

以十六醇(H)-十六酸(PA)-十二酸(LA)为相变材料,SiO_2为载体材料,采用溶胶-凝胶法制备不同HPA-LA用量的H-PA-LA/SiO_2三元相变体系复合材料。采用等温吸放湿法和步冷曲线法对H-PA-LA/SiO_2三元相变体系复合材料的湿性能和热性能进行测试,同时利用FTIR、XRD、SEM、LPSA和DSC对H-PA-LA/SiO_2三元相变体系复合材料的组成结构、晶体结构、微观形貌、粒径分布、相变温度和相变焓进行表征。结果表明:当HPA-LA用量为0.06mol时,所制备的H-PA-LA/SiO_2三元相变体系复合材料在人体舒适度范围内具有良好的热湿综合性能,即相对湿度为40%~65%时,平衡含湿量为0.07~0.10g/g,相变温度为26.29℃,相变焓为70.55J/g。     

基于热湿综合性能的棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料制备方案的响应面法优化

采用溶胶-凝胶法制备棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料。利用响应面法研究了无水乙醇用量、去离子水用量以及棕榈醇-棕榈酸-月桂酸用量对棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料热湿综合性能的影响,并对棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料的制备工艺参数进行了优化。结果表明,各因素对性能影响的主次顺序为:无水乙醇用量棕榈醇-棕榈酸-月桂酸用量去离子水用量;在本研究的各参数范围内,优化方案是无水乙醇用量(与正硅酸乙酯的物质的量比)为9.11、去离子水用量为5.21、棕榈醇-棕榈酸-月桂酸用量为0.52。优化棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料具有良好的热湿综合性能,即相对湿度50%时,平均平衡含湿量为0.102 0g/g,相变温度为26.81~28.52℃,相变焓为95.69J/g,属于微米级有机相变芯材/无机基体复合材料。     

Thermosensitive phase behavior and drug release of in situ N-isopropylacrylamide copolymer

In this work, a novel in situ gel based on N-isopropylacrylamide as monomer and acrylate terminated poly(l-lactic acid)-b-poly(ethylene glycol)-poly(l-lactic acid) (PLEL) as biodegradable crosslinker was studied. The prepared poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) copolymer undergoes a temperature-dependent sol–gel transition, for it is a flowing sol at ambient temperature and turns into a non-flowing gel at around physiological body temperature. The sol–gel phase transition was recorded by using the methods of test tube‐inverting and differential scanning calorimetry (DSC), which depended not only on chemical composition of copolymer, but also on molecular weight of poly(ethylene glycol) (PEG) of PLEL. The in vitro release behaviors showed that ofloxacin as model drug could be released sustainedly from the PNIPAM copolymer hydrogel system. Therefore, PNIPAM copolymer hydrogel might be very useful for its application in biomedical fields such as injectable drug delivery system.     

PEG/PVA复合物相变焓的影响因素研究

通过接枝共聚法制备了PEG/PVA复合高分子固-固相变材料,用DSC差示扫描量热法对其相变曲线进行了测试,讨论了影响PEG/PVA复合物相变焓的影响因素.结果表明,PVA含量、反应温度和反应时间都对复合物的相变焓有影响,且PVA含量对复合物相变焓值影响最大.