二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能

采用真空浸渗法制备了癸酸-月桂酸（CA-LA）/硅藻土助滤剂定形相变储热复合材料,对样品进行扩散-渗出圈测试、FTIR、SEM、BET、DSC和TG等表征分析,研究了硅藻土助滤剂对CA-LA二元低共熔脂肪酸的定形性能和吸附容量及CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的热物性、热稳定性和蓄放热性能。结果表明：无渗出圈产生的CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料中,硅藻土助滤剂对CA-LA的吸附量约为49.88wt%,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的相变温度和相变潜热分别为21.8℃和75.45 J/g;TG和热循环试验结果表明,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料具有良好的热稳定性,经历100次热循环后相变温度和相变潜热的变化量较小;蓄放热性能测试结果证明CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料能够进行蓄热和释热,起到明显的调节和控制环境温度的作用,可应用在建筑节能和储热领域。     

脂肪酸三元低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测

对脂肪酸低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测公式进行了选择和实验验证,通过DSC实验测试月桂酸-肉豆蔻酸二元低共熔混合物、月桂酸-肉豆蔻酸-棕榈酸三元低共熔混合物的热物性参数,发现理论预测公式对低共熔质量配比和相变温度的预测与实验结果吻合较好,可以用于计算脂肪酸类低共熔混合物的热特性参数。在此基础上对10种脂肪酸三元低共熔混合物的质量配比、相变温度和潜热进行了预测计算,这10种脂肪酸三元相变温度范围为16.12～38.86℃,相变潜热范围为154.99～177.39J/g。脂肪酸三元低共熔混合物的研究丰富了脂肪酸的相变温度和相变潜热范围,为脂肪酸类相变材料的工程应用提供了更广阔的空间。     

羧甲基纤维素钠超声吸附脂肪酸相变材料的制备

通过超声吸附法,利用羧甲基纤维素钠(CMC)的孔洞吸附癸酸(CA)、月桂酸(LA)和肉豆蔻酸(MA)三种脂肪酸,制备了相变材料。通过FTIR、XRD、BET、SEM、DSC、TG测试方法研究了材料的综合性能。FTIR和XRD结果说明CMC与脂肪酸(FA)之间属于物理吸附;BET定性得出CMC吸附后的孔径、孔体积和表面积减小,CMC对CA、LA和MA的最大吸附率分别为35.3%、42.7%和44.7%,与TG和DSC定量得出的结果相一致,相变温度分别为36.53℃、46.05℃和57.04℃,相变焓值分别为60.27 J/g、72.06 J/g和81.58 J/g;微观形貌下CMC的孔洞被脂肪酸填充且在经过100次冷热循环后材料的相变性能和热稳定性良好。     

二元脂肪酸/生物基SiO_2复合相变材料的制备与性能

为了获得适用于建筑领域的相变材料和相变温度,选用月桂酸(LA)和棕榈酸(PA)共混制备的二元低共熔脂肪酸(LA-PA)作为储能材料,废弃稻草和稻草灰提取的生物基SiO_2(b-SiO_2)粉末作为载体,采用熔融浸渗法制备了LA-PA/b-SiO_2定形相变储能材料。采用FTIR、XRD、比表面测试、SEM、DSC、TGA对LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结构与性能进行分析。结果表明:LA-PA和b-SiO_2并不是简单的物理相互作用;LA-PA被束缚在b-SiO_2多孔网络中,从而在固相变为液相时,相变材料不会泄露。通过XRD分析可得,随着b-SiO_2含量的增加,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结晶度降低。由DSC和TGA分析可知,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料具有良好的相变性质和热稳定性,相变焓在67.36~146.0J/g之间。     

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。     

碳/SiO_2纳米纤维膜基定形相变材料的制备及性能

研究首先制得二元脂肪酸低共熔物,然后将用静电纺丝法制备不同SiO2含量的、并对其进行炭化的PAN/SiO2纳米纤维膜作为支撑材料,吸附二元脂肪酸低共熔物制得碳/SiO2纳米纤维膜基定形相变材料(CSNPCM),利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对制备出的定形相变材料的形貌结构和储热性能进行分析和表征。随着SiO2含量的增加,定形相变材料对二元脂肪酸低共熔物的吸附容量有所降低。SEM结果表明,二元脂肪酸低共熔物均匀地包埋、分散在多孔纳米纤维膜的三维网络结构中。DSC测试结果表明,SiO2的加入降低了定形相变材料的相变潜热,对其相变温度无太大影响。     

定形相变材料的制备方法

综述了定形相变材料各种制备方法的研究进展,介绍了定形相变材料的应用,总结了定形相变材料主要制备方法的发展方向.     

PMMA基复合定形相变储热材料的制备与性能研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为支撑材料,石蜡(PA)、聚乙二醇(PEG 6000)和硬脂酸(SA)为相变材料(PCM),采用本体聚合法制备3种不同体系的复合定形相变储热材料,综合评价各复合体系的结构、热性能以及储/放热循环稳定性。结果表明:PMMA的交联网络结构使PCM在高于其熔化融温度时不发生泄漏;支撑材料与3种PCM均没有发生显著的化学反应;相同质量百分比的三类复合体系中,PMMA与PEG的界面相容性最好,SA/PMMA体系的储热能力最强,而PEG/PMMA体系的热稳定性最佳。     

三元乙丙橡胶/石蜡弹性定形相变材料的制备及性能表征

采用三元乙丙橡胶(EPDM)作为支撑材料,石蜡为相变材料,通过溶液共混法制备了一种弹性定形相变材料(ESSPCMs)。采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪及电子万能试验机研究了EPDM/石蜡不同配比对弹性定形相变材料的断面微观形貌、热学性能和力学性能的影响。实验结果表明,在ESSPCMs中,EPDM和石蜡相容性良好,随着石蜡含量的增加,其相变焓值增大,力学性能提升,渗漏率下降。当石蜡的质量分数为60%时,ESSPCMs的热学和力学性能最优,相变焓值达到148.52J/g,断裂伸长率达到2300%,且经48h冷热循环后渗漏率仅为0.35%。     

定形相变材料的胶囊化(Ⅰ)——正十八烷定形相变材料/硅胶胶囊的制备及性能

采用原位聚合法制备了以含50%(wt)正十八烷的聚乙烯(PE)定形相变材料(SSPCM)为囊心,以硅胶为壁材的圆柱形毫米级大胶囊.用扫描电子显微镜、冷热循环实验等方法研究了胶囊囊壁的表面、结构及其密封性能.结果表明,在实验条件下,得到的囊壁厚度大约20～50μm,使用铬酸对SSPCM表面改性有利于囊壁与囊心的紧密结合,在胶囊外层喷涂氯化钙溶液有利于得到致密的囊壁膜;包囊使得定形相变材料的密封性能显著提高.     

脂肪酸微胶囊型相变材料的制备及表征

以癸酸-棕榈酸低共熔物为芯材,脲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备微胶囊,并对微胶囊的化学结构、热性能和粒径分布等进行表征。结果表明:合成的微胶囊中癸酸-棕榈酸低共熔物含量为74.83%,相变温度和相变潜热分别为27.17℃和105.03J/g,体积平均粒径38.34μm,100次冷热循环后仍具有良好的热稳定性,在建筑节能上具有巨大潜力。     

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。     

脂肪酸二元低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测

对低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测公式进行了选择和验证,对脂肪酸类二元低共熔混合物的配比、熔点和熔化潜热进行了理论计算。从实际的计算过程来看,计算值与实验值吻合得很好,可以用来计算脂肪酸类低共熔混合物的热特性参数。在15种脂肪酸类低共熔混合物中,熔点最低为10.2℃,最高为51.5℃;熔化潜热最低为138.6J/g,最高为187.5J/g。从工程实际应用来看,脂肪酸类低共熔混合物适用于低温采暖、生活热水、相变墙体、温控混凝土、相变服装等领域。     

颗粒相变储能材料的研究进展

颗粒相变储能是最有效的潜热储能方式之一,同时这种储能材料也是一种新型的定型复合相变材料。分析总结了适合人体舒适温度的石蜡、脂肪酸及其二元共晶物,着重讨论了真空吸附使有机相变材料与颗粒状无机多孔材料相结合的方法。最后提出了这种复合相变材料有待解决的问题。     

ZrO_2-硬脂酸系纳米复合相变储能材料的可行性研究

回顾了储能材料尤其是相变储能材料的发展及基本应用。对比前人研究成果,提出了使用ZrO2-硬脂酸系纳米复合材料作为相变储能材料的设想,并且结合现有的成果初步论证了ZrO2-硬脂酸系纳米复合相变储能材料的应用可能性。通过调节pH值等制备和改性参数使用共沉淀法或直接复合法,可以取代不能大批量生产的溶胶-凝胶法。并且由于ZrO2有着比SiO2更好的机械强度和耐高温性能,所以使用ZrO2代替SiO2,完全可以制备出有着类似于SiO2-硬脂酸系相变储能材料储热性能的复合材料。     

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.     

与建筑一体化脂肪酸类相变材料的研究及应用

脂肪酸类相变材料具有良好的热物理性能、热稳定性和化学稳定性,是一类储热性能优良、易于与建筑形成一体化的有机相变材料,通过与传统的建筑材料复合可有效降低建筑能耗,起到建筑节能和调整建筑室内环境舒适度的作用。综述了脂肪酸类相变材料的研究进展及其在建筑中的主要应用情况,并对目前脂肪酸类相变材料在建筑中应用所存在的问题进行了总结。最后对其进一步的发展做了分析和展望。     

癸酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨蓄能复合相变材料的制备与热性能研究

癸酸、棕榈酸、硬脂酸形成的三元低共熔物与膨胀石墨通过真空浸渍法制备出新型癸酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨储能复合相变材料,适宜的质量比为m(癸酸)∶m(棕榈酸)∶m(硬脂酸)=77.0∶11.5∶11.5,m(癸酸-棕榈酸-硬脂酸)∶m(膨胀石墨)=13∶1。采用DSC、FT-IR、TG、SEM、冷热循环实验和蓄/放热实验研究了材料的结构和热性能。SEM和FT-IR分析结果表明低共熔物与膨胀石墨是通过物理吸附方式结合。DSC结果表明复合材料融化和凝固时的相变温度为28.93℃和16.32℃,相变潜热为137.38J/g和141.51J/g。TG结果表明复合相变材料在100℃以下具有良好的热稳定性。500次热循环和蓄/放热实验表明循环前后复合相变材料的热可靠性好,且使用寿命长。膨胀石墨的添加改善了复合材料的热性能和热导率。研究表明制备的新型复合相变材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热和热导率,热性能稳定可靠,可用于低温蓄能领域。     

低温相变储能材料研究进展及其应用

相变储能材料具有能量存储密度高、热容大和热稳定性较好等优点,广泛应用于各类储能系统。就低温相变储能材料(温度低于20℃)进行综述,重点介绍了低温相变材料的分类及其载体的研究,并探讨了相变材料在空调、建筑及食品保鲜等领域的研究进展。最后对未来相变材料的发展方向和应用前景进行了展望。     

有机相变材料制备技术的研究进展

综述了有机相变材料在制备技术方面的研究进展.相变材料的应用范围越来越广泛,为了满足日益严格的使用要求,制备技术不断发展,在克服原有缺陷的同时,其综合性能越来越高.作为国际上相变材料研究的热点,潜热型功能热流体、定型相变蓄能材料和纳米复合储能材料正日益受到重视.