聚乙烯亚胺/聚乙二醇复合定型相变材料的制备及其热性能研究

为了解决聚乙二醇(PEG)相变材料的熔融泄漏问题,以PEG为相变材料,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为交联剂,聚乙烯亚胺(PEI)为大分子“硬段”骨架,通过化学接枝法制备了PEI/PEG(PP)新型复合相变材料。结果表明,制备的复合相变材料具有良好的定型能力,可以防止PEG在升温熔融过程中的泄漏;最佳制备条件下得到的PP₇的熔融和结晶的相变温度分别为325.0K和306.4K;熔融焓与结晶焓分别为128.8J/g和121.0J/g;该材料具有优异的相变储热性能。此外,复合相变材料在经过100次升/降温热循环测试后,相变温度和相变焓的变化均较小,显示了优异的热循环稳定性。     

聚乙二醇-纤维素接枝物固态相变材料的贮热性能

用化学偶联法,将聚乙二醇(PEG)接枝到纤维素分子链上,制备聚乙二醇-纤维素接枝物。用差示扫描量热(DSC)研究了接枝物的热力学性质。结果表明,PEG-CELL接枝物的相变焓、相变温度与PEG的分子量、PEG的质量百分比有关。当PEG的分子量在2000以下时,制备的接枝物相变焓很低;当PEG的分子量大于4000时。同等分子量情况下,相变焓、相变温度随PEG的质量百分含量减少而下降．所制备的PEG-CELL接枝物为固态相变材料,热滞后性降低,具有很好的热稳定性。     

炭黑填充复合材料结晶性能的研究

采用Ｘ射线衍射和ＤＳＣ两种方法，研究了炭黑填充ＨＤＰＥ与ＰＰ复合材料的结晶度和微晶尺寸。实验结果发现，炭黑对ＨＤＰＥ的结晶度影响很小，对其正交晶系统结构也未见影响，只是晶粒尺寸稍大。炭黑使ＰＰ的结晶度明显降低，对α晶体有影响，而γ晶态不变。     

无机多孔基复合相变材料的热湿性能研究进展

无机多孔基复合相变材料兼具调温调湿性能,能够减少室内温度波动,调节室内湿度平衡,既提高了环境的舒适度,又减少了建筑能耗,是近几年建筑材料领域的研究热点。介绍了相变材料的分类及优缺点,并总结了不同种类相变材料的性能优化措施;简述了常用的无机多孔材料,分析比较了其对相变材料的强化导热效果和定形效果;分析了无机多孔基复合相变材料的热湿综合性能,并讨论了材料的不足之处。最后,提出了优化材料性能的措施以及研究方向,为深入研究调温调湿材料提供帮助。     

电子束辐照聚乳酸的热性能与结晶行为

研究了在辐射剂量0kGy～200kGy范围内,电子束辐照对聚乳酸(PLLA)热性能和结晶行为的影响。利用差示扫描量热(DSC)和衰减全反射红外(ATR-FT-IR)对其热行为和结构进行表征。DSC研究结果显示,辐射PLLA的Tg、Tc和Tm均随剂量的增加而稍有减小,且与剂量具有良好的线性关系;在0kGy～60kGy时,PLLA的结晶度随剂量的增加而变大;当进一步增加剂量时,其结晶度减小。ATR-FT-IR研究结果表明,辐射PLLA的链结构发生了较小程度的变化。     

一种基于膨胀珍珠岩的相变骨料的制备及其性能与结构

相变储能材料通过吸收大量热量的特性在相态转变过程中储能能力优异,因此成为一类优秀的储能材料。将其应用于混凝土中可获得储能性能卓越的新型混凝土材料,从而实现能量在空间和时间上的合理应用。以石蜡为相变材料,膨胀珍珠岩为定形基底,利用真空吸附法使石蜡包裹在膨胀珍珠岩内,制作成相变骨料。最后使用差式扫描量热分析,扫描电子显微镜分析、红外光谱分析以及热可靠性分析等分析方法,对定相变骨料的结构、储热性能及稳定性进行表征分析。     

低温复合相变材料正辛酸-癸酸的制备及性能分析

将正辛酸(OA)与癸酸(CA)按比例混合制备二元复合相变材料OA-CA,用于相变温度2～8℃的医药冷藏运输系统中。首先通过理论计算预测了二元混合物的共晶点,确定它的共晶点比例、相变温度及潜热值,然后围绕共晶点比例配制6种不同比例的混合物。结果表明:OA-CA的过冷度为0.4℃、共晶点质量比为71∶29、相变温度为1.7℃、相变潜热为122.1J/g、热导率为0.3231W/(m·K)。对OA-CA低温复合相变材料进行100次循环蓄放冷实验,发现其相变温度、潜热值、热导率均未发生明显变化。     

聚酰胺46/氧化石墨烯纳米复合材料结晶性能和热性能

利用溶液共混法成功制得聚酰胺46(PA46)/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料。通过透射电镜观察得到氧化石墨烯在聚酰胺46中的纳米尺度的分散情况,差示扫描量热法的测试结果说明极少量的氧化石墨烯的加入可以对聚酰胺46的结晶起成核剂的作用,进一步通过Avrami方程分析得知受限制的环境使结晶生长的维度下降。聚酰胺46的熔点随着添加0.1%氧化石墨烯含量时升高了2.6℃,其热稳定性和动态力学性能也随之提高。     

聚甲基丙烯酸十八烷基酯/十八醇复合相变材料的制备及性能研究

通过原位聚合工艺制备了聚甲基丙烯酸十八烷基酯(PSMA)/十八醇(C18)复合相变储能材料。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热分析法(DSC)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)等研究了复合相变材料的储能性、热稳定性及相变行为。结果表明,复合相变材料具有良好的储热能力,随十八醇含量的增加从89J/g增大到241J/g。复合相变材料的侧链可结晶碳原子数、结晶度以及十八醇在整个烷基链中所占的比例随着十八醇含量的增加而增大。复合相变材料的热稳定性得到明显提升,是一种具有很好应用前景的储能材料。     

凹凸棒黏土对聚乳酸结晶性能和热稳定性能的影响

采用熔融共混法分别制备了凹凸棒黏土质量分数为1％、3％和5％的纳米凹凸棒黏土(ATT)/聚乳酸(PLA)复合材料,研究了ATT对PLA结晶性能和热稳定性能的影响.结果表明,ATT与PLA基体具有较好的相容性,当ATT含量低于3％时,可以均匀的分散在PLA基体中,而达到5％时则会发生团聚.FTIR结果表明,ATT与PLA基体之间存在较强的相互作用.ATT可明显促进PLA的结晶,起到异相成核的作用.ATT纳米颗粒的添加引起了PLA冷结晶峰向低温方向移动,使冷结晶温度从114.4℃降低至103℃左右.含ATT体系结晶速率比纯PLA快,表明ATT的加入可以促进PLA的结晶,说明ATT是PLA有效的成核剂之一.添加ATT可明显加快PLA的结晶速率并减小球晶尺寸.当添加3％ATT时,ATT/PLA复合材料的热分解温度比纯PLA提高了11℃,这主要是由于ATT/PLA网络密度的提高,使ATT在PLA的降解过程中能够起到较好的阻隔作用,抑制了PLA的降解自加速过程.     

癸酸-正辛酸低温相变材料的制备和循环性能

本文研制了一种用于相变温度在0~5℃的冷藏运输系统的二元有机复合相变蓄冷材料。该材料由癸酸和辛酸按比例混合经超声波振荡后制得,质量配比为30∶70。通过步冷曲线法测定了不同质量配比的癸酸-正辛酸溶液的相变温度,利用相图确定了二元低共熔共晶点,此时的质量配比为30∶70。经差示扫描量热仪(DSC)测得共晶溶液的相变温度为1.5℃,相变潜热为120.6 J/g。癸酸-正辛酸共晶混合物经过30次、60次结晶与熔化循环后,相变温度、相变潜热均未发生明显变化。测试结果表明,该相变蓄冷材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热和良好的循环热稳定性,在蓄冷系统尤其是冷藏运输系统中有着很大的应用潜力。     

共聚酯的结晶性能研究

用ＤＳＣ、ＷＡＸＤ及密度法,研究了不同间苯二甲酸乙二酯（ＥＩ）含量共聚酯（ＰＥＩＴ）的结晶性能,结果表明,随间苯含量增加,ＰＥＩＴ结晶性能变差,间苯含量达到某一定值Ａ２时,共聚酯ＰＥＩＴ－Ａ２切片的结晶性能,比相同条件下较高间苯含量的共聚酯ＰＥＩＴ－Ａ３差;ＰＥＩＴ－Ａ２纤维在冷拉伸条件下结晶度与ＰＥＩＴ－Ａ３的近乎相等,在拉伸、热的双重作用下结晶度又大于ＰＥＩＴ－Ａ３纤维,共聚酯ＰＥＩＴ－Ａ２的结晶性能对拉伸应畋和热的敏感度远大于ＰＥＩＴ－Ａ３。讨论了ＰＥＩＴ的序列结构特征与结晶性能之间的关系。     

聚乙二醇改性相变微胶囊-木粉/高密度聚乙烯复合材料的制备与热性能

通过原位聚合法制备了以正十二烷醇(DA)为芯材,密胺树脂(MF)或聚乙二醇改性密胺树脂(PMF)为壁材的相变微胶囊DA@MF和DA@PMF,并将相变微胶囊添加到木粉/高密度聚乙烯复合材料(WF/HDPE)中,制备了具有相变蓄热能力的DA@MF-WF/HDPE和DA@PMF-WF/HDPE复合材料。采用DSC、TG和红外热成像等方法对DA@MF、DA@PMF和相变微胶囊-WF/HDPE的热性能进行了分析与表征。测试结果表明,DA@PMF的结晶和熔融热焓值分别提高了35.0J/g和21.5J/g,快速失重温度提高了19.9℃;蓄热能力测试表明,DA@PMF成功添加至WF/HDPE中,且在制备过程中损失较小;DA@PMF-WF/HDPE的相变温度(27.2、11.3℃)、相变潜热(31.6、20.3J/g)和热稳定性(256.9℃,DA开始失重)等性能表明其具备成为相变蓄热材料的潜力。     

凹凸棒黏土对聚乳酸结晶性能和热稳定性能的影响

采用熔融共混法分别制备了凹凸棒黏土质量分数为1%、 3%和5%的纳米凹凸棒黏土(ATT)/聚乳酸(PLA)复合材料, 研究了ATT对PLA结晶性能和热稳定性能的影响。结果表明, ATT与PLA基体具有较好的相容性, 当ATT含量低于3%时, 可以均匀的分散在PLA基体中, 而达到5%时则会发生团聚。FTIR结果表明, ATT与PLA基体之间存在较强的相互作用。ATT可明显促进PLA的结晶, 起到异相成核的作用。ATT纳米颗粒的添加引起了PLA冷结晶峰向低温方向移动, 使冷结晶温度从114.4 ℃降低至103 ℃左右。含ATT体系结晶速率比纯PLA快, 表明ATT的加入可以促进PLA的结晶, 说明ATT是PLA有效的成核剂之一。添加ATT可明显加快PLA的结晶速率并减小球晶尺寸。当添加3%ATT时, ATT/PLA复合材料的热分解温度比纯PLA提高了11 ℃, 这主要是由于ATT/PLA网络密度的提高, 使ATT在PLA的降解过程中能够起到较好的阻隔作用, 抑制了PLA的降解自加速过程。     

正十八烷/凹凸棒土复合相变储能材料的制备及热性能研究

以正十八烷为相变材料,凹凸棒土为支撑基体,通过真空浸渍法将相变材料有效地吸附固定于凹凸棒土的孔道结构中,制备出结构稳定、热性能稳定的新型正十八烷/凹凸棒土复合相变储能材料。由凹凸棒土N2吸附试验和SEM图片可以发现凹凸棒土疏松多孔、比表面积大,从而能有效吸附正十八烷相变材料。对制备的新型复合相变储能材料进行DSC测试,并进一步对其进行20次DSC冷热循环测试,样品的相变温度及相变潜热基本保持不变,说明其具有优异的相变蓄热特性和热循环稳定性,具有较好的应用前景。     

硅藻土基定形相变复合材料的制备与热性能研究

以硅藻土为基材,在高温条件下物理吸附相变材料A,再经冷却、粉碎及真空干燥后制得硅藻土基定形相变复合材料,并对制得的硅藻土基定形相变复合材料的结构形貌、化学组成、热性能、粒径变化进行了测试。研究结果表明,相变材料A被成功吸附至硅藻土孔隙中,且没有发生其他化学变化,硅藻土基定形相变复合材料的熔融温度为143.53℃,熔融焓55.26kJ/kg,储热效率为55.08%,硅藻土对相变材料A的实际吸附率为91.67%;原硅藻土的平均粒径为1316nm,硅藻土基定形相变复合材料的平均粒径为971nm,具有良好的定形效果,在加热至相变材料熔融温度以上仍未发生渗漏。     

不同支撑材料/PEG-1500复合相变材料的制备及热性能研究

以氮化硼(BN)、碳化硼(B₄C)、海泡石(SEP)、凹凸棒(ATP)、活性炭(AC)、多壁碳纳米管(MWCNT)和膨胀石墨(EG)作为支撑材料，聚乙二醇(PEG)作为相变主材，采用熔融共混法制备了PCM1—PCM7这7种成型复合相变材料。并对材料稳定性、升温速率和瞬态热导率进行测试。结果表明：PEG中添加7种支撑材料的最佳质量分数在7%～78%之间；材料泄漏率会随加热时间和温度增加而增大，线性拟合表明材料的泄漏率与加热时间存在一定线性关系(R²大于0.93);7种材料光-热转换时泄漏率在0.12%～1.13%;复合相变材料热导率比纯PEG提高了11.5%～620.0%之间。     

不同分子量聚乙二醇/二氧化硅定型相变材料的性能

以聚乙二醇为相变材料、二氧化硅为基体材料,采用温度促凝法制备出不同相对分子质量的聚乙二醇/二氧化硅定型相变材料(PEG/SiO2ss-PCMs)。运用综合热分析、红外光谱及偏光显微镜分析不同相对分子质量的PEG对PEG/SiO2性能的影响。结果表明,ss-PCMs中PEG与SiO2凝胶相互之间是靠氢键进行简单的物理吸附的,SiO2未影响PEG的相变行为,ss-PCMs中的PEG仍具有良好的结晶性能。ss-PCMs的相变温度、相变焓随相对分子质量的增加而增长,在多次温度循环下相变焓为85.3 J/g~108.1 J/g。