相变储能调温内墙涂料的研制

以三聚氰胺-甲醛(MF)树脂为壁材,硬脂酸丁酯-正十四醇混合物为相变芯材制备了微胶囊相变材料,与一定比例的成膜物质混合制得相变储能调温内墙涂料。采用SEM、DSC、FT-IR等测试仪器分别对微胶囊形态、热性能、化学成分进行了表征;采用自制模型对影响涂料的储能调温效果的因素进行了分析。结果表明:所得微胶囊呈粒状、热稳定性好、相变潜热高;微胶囊的芯壁比为1.2∶1、涂层厚度为1.0 mm时,所制涂料储能调温效果最佳。     

用于储能的复合定形相变材料的制备与性能研究

以泡沫聚合法制得的超多孔水凝胶(SPH)为基材,季铵盐类离子液体(ILPCM)为相变材料,氧化石墨烯(GO)为添加剂,制备了一种新型的复合定形相变材料(GO-ILPCM/SPH),且对其性能进行了表征。研究结果表明:SPH是一种潜在的复合定形相变材料的基材,可负载较多的ILPCM,质量分数最高可达约85%。GO-ILPCM/SPH是一种优良的储能相变材料,具有适合冷藏产品的相变温度4℃及较高的相变潜热(约150J/g)。制备的复合定形相变材料具有较快的储热和放热速率,适当地添加GO一类导热性高的物质,可提高其相变储热和放热速率,进而在应用中提高热能利用效率。     

相变双向调温纺织材料制备技术研究进展

相变双向调温纺织材料是能源领域与纺织行业结合的产物,具有自动双向调温的优点。本文从制备技术的角度出发,分别介绍了相变纤维制备法和后整理法两大途径。围绕相变纤维制备法,详细阐述了微胶囊熔融纺丝法、微胶囊溶液纺丝法、静电纺丝法、PCMs复合纺丝法和纤维中空填充法的原理及应用。针对后整理法,详细介绍了填充法、涂层法、印花法、浸轧法和接枝法的原理及应用。分析了各种制备技术的优缺点,以期从制备技术上加深对相变双向调温纺织材料的认知和理解。制备技术的进步可提高相变双向调温纺织材料的综合性能,如何制备出满足服用要求、综合性能优异的相变双向调温纺织材料是其实现应用的关键。最后,对相变双向调温纺织材料未来的研究方向提出了建议和展望,以期为相变双向调温纺织材料制备技术的研究提供参考和借鉴。     

相变调温纤维的制备技术研究进展

介绍了相变材料的分类及各自的性能特点,综述了目前相变微胶囊及相变调温纤维的制备方法,并指出了不同制备方法存在的优缺点及应用范围。目前,适用于纺织领域的相变材料主要为有机相变材料石蜡;相变微胶囊的制备主要采用化学法,该方法在纺织领域应用较多,关键技术是乳化工艺;相变调温纤维的制备多采用复合纺丝法和后整理法,但存在相变微胶囊的制备工艺较复杂、加入相变材料损伤纤维机械性能、相变调温纤维经过纺纱及织造等流程后调温能力减弱等问题。指出相变微胶囊的制备技术、相变调温纤维的制备工艺、相变材料的保持率及温度调节能力的稳定性等是相变调温纤维未来发展的重点研究方向。     

相变储能微胶囊的制备及其复合材料的研究进展

综述了微胶囊相变材料(MCPCM)的结构组成,重点介绍了微胶囊常见的制备方法,包括原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法等,并对相变储能复合材料在节能建筑、流体强化传热、保温纺织品、军事隐身等领域中的应用研究进展进行了介绍,指出目前微胶囊相变材料在理论研究及实际应用方面存在的问题。     

相变储能微胶囊的制备及其复合材料的研究进展

综述了微胶囊相变材料(MCPCM)的结构组成,重点介绍了微胶囊常见的制备方法,包括原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法等,并对相变储能复合材料在节能建筑、流体强化传热、保温纺织品、军事隐身等领域中的应用研究进展进行了介绍,指出目前微胶囊相变材料在理论研究及实际应用方面存在的问题。     

聚氨酯型复合定形相变储能材料研究进展

热能作为重要的能量供给方式,与人类的日常生活和社会生产密切相关。为提高热能利用效率,发展相变储能材料备受关注,其中聚氨酯型相变储能材料解决了传统相变材料定形性差、相变后易流动、需额外封装的难题,同时具有储能密度大、相变温度易于调节、可加工性能好、力学强度高、耐腐蚀等优点,具有广阔的应用前景。本文以聚氨酯相变材料的结构特征为依据进行分类,从其合成路径、相变储热特性进行了总结与分析,归纳了其在建筑节能、智能纺织、公路交通等方面的应用进展,并对其未来研究工作作出了展望。     

光固定型的十八烷相变材料制备及热性质

以新戊二醇二甲基丙烯酸酯(NPGDMA)为单体,利用光固化反应制得具有3D网络结构的聚合物,这种结构可以有效包裹十八烷(ODE),从而解决ODE的泄漏问题.用高导热氮化硼(BN)作为导热填料,成功制备一种导热性良好并且形状稳定的ODE/NPGDMA/BN复合相变材料.通过FTIR、XRD、SEM、TGA和EDS对材料的...     

相变储能微胶囊研究进展

系统综述了微胶囊相变材料的制备方法、性能改进及其应用领域,突出阐述了微胶囊复合相变材料的研究进展,最后对微胶囊相变材料的发展前景进行了展望.     

高性能定形复合相变储能材料的制备及热性能

对现有定形复合相变材料的制备方法进行改进,采用“熔融吸附-模压成型”的方法,以硬脂酸(stearic acid,SA)为相变材料,膨胀石墨(expanded graphite,EG)为多孔基体,制备了16种不同参数的样品,并对其进行了微观形貌表征、热物性测试、热稳定性研究及热性能分析。相关研究表明:SEM微观形貌显示样品内部出现致密的石墨片层结构,SA均匀分布在石墨片层中,且压块密度越大,片层结构形态越规则;DSC测试结果显示样品几乎没有过冷度,EG的加入与压块处理对SA本身的相变潜热和相变温度几乎没有影响;Hot Disk测试结果显示EG的加入显著提高了样品的轴向和径向热导率,随着EG含量的增加,径向热导率高达23.77 W·m^-1·K^-1,发现两个方向上热导率的差异随压块密度的增加而增大,最大相差5.4倍;储/放热循环实验发现压块密度越大、EG含量越低的样品,SA越容易发生泄漏;通过成型密度及质量配比的优化可实现对复合材料的热稳定性调控,发现EG质量分数为25%、密度为950 kg·m^-3的样品具有较好的综合性能。与传统定形复合相变材料的成型方法相比,该方法可进一步提高复合相变材料的综合热性能,与纯相变材料相比其热导率可提高130倍以上,且具有简单易操作的特点。     

纳米复合相变蓄热材料的制备与特性

相变蓄热材料（phase change materials,PCMs）是相变蓄热技术研究的基础。针对普通相变蓄热材料热导率低的缺点,采用纳米技术改善石蜡的相变传热性能,从而提高其热导率及热扩散系数。通过纳米颗粒-石蜡复合材料熔化过程测试和纳米颗粒沉降过程观察,确定铜纳米颗粒和Hitenol BC-10分别作为实验用纳米颗粒和分散剂,在制备稳定的纳米铜颗粒-石蜡复合相变材料的基础上,对其热物性进行了实验研究。结果表明纳米铜颗粒的添加使得石蜡热导率增幅最大,实验测得固态纳米铜-石蜡热导率提高7.9%,液态提高3.8%,而固、液态热扩散系数则分别提高了20.6%和16%。     

有机-无机复合相变材料的研究进展

有机相变材料具有过冷度小、无相分离、蓄热强等优势,在相变储热领域一直受到广泛的关注。然而,较低的热导率、液相泄漏和较差的热稳定性成为限制其应用的瓶颈缺陷。近几年,有机-无机复合相变材料的研究成为新的热点,极大地促进了有机相变材料的应用和发展。本文综述了常见的提高有机相变材料导热性能的高导热性纳米材料,以及制备有机-无机定形复合相变材料常选用的多孔支撑材料,并从制备方法、作用方式和热物性等方面介绍了有机-无机复合相变材料,复合相变材料相比于单一纯相变材料具有诸多优越的性能。预测有关结构优化、封装工艺并与高效储能系统结合的研究会成为有机-无机复合相变材料未来的发展趋势。     

脂肪酸相变储能材料热性能研究进展

在以往所研究的相变材料中,脂肪酸由于展现出优越的性能,得到了研究者更多的关注,但同样存在相变温度不适宜和导热性能差等热性能问题。本工作通过现有文献对脂肪酸相变储能材料的热性能进行系统分析,提出了脂肪酸与脂肪酸、脂肪醇及石蜡复合3种有效解决相变温度不适宜的方法;针对导热性能差提出了多孔材料吸附、添加碳材料或金属粒子和微胶囊化3种高效易行的强化传热方式,进而说明这一领域目前研究重点。同时,对脂肪酸储能材料的相变性能、导热增强方法及导热增强剂进行了比较,分析了各自的优缺点。最后,对脂肪酸相变储能材料热性能研究的不足之处进行了探究,并指出了制备出更多能应用于建筑节能和纺织等领域的脂肪酸相变储能材料和着重研究脂肪酸与石蜡的复合等进一步研究方向。     

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。     

硬脂醇/膨胀石墨复合相变材料的制备及储热性能

相变储热技术是解决热量在时空上分配不平衡问题的有效手段之一,研制高性能的复合相变材料（phase change material, PCM）成为当前研究者关注的重点。硬脂醇（stearyl alcohol, SAL）等有机PCM目前主要存在热导率偏低以及循环稳定性较差等问题而限制了实际应用。以SAL作为PCM,膨胀石墨（expanded graphite, EG）为高导热多孔基质,采用吸附定形工艺制备了16种SAL/EG复合PCMs[EG含量为7%、14%、21%、28%（质量）;样品密度为700kg/m³、800kg/m³、900kg/m³、1000kg/m³]。对复合PCMs样品的微观结构、储热能力、导热性能、循环稳定性及充放热性能进行研究与分析。结果表明：SAL完全填充于EG的多孔网络。当样品密度为900kg/m³,EG质量分数为28%的水平热导率最高,其值为28.58W/(m ? K),相比于纯SAL[0.38W/(m ? K)]提高了74倍,该值大约是相对应垂直热导率[5.99W/(m ? K)]的4.8倍。另外在构建的充放热性能试验台上研究了样品中心位置的储/放热性能,结果显示样品密度为900kg/m³,EG质量分数为28%的样品充放热速率最大,固-液潜热吸热和放热阶段所经历的时间分别为53min和20min。与此同时验证了样品的导热性能和熔化-凝固特性,说明SAL/EG复合PCMs具有稳定可靠的储/放热性能。     

空调用纳米有机复合相变蓄冷材料制备与热物性

针对目前空调用有机相变蓄冷材料热导率低的问题,将具有高导热性的纳米材料(MWNTs、Al₂O₃、Fe₂O₃)添加到所开发制备的二元复合有机蓄冷材料(质量比73.7:26.3的辛酸/肉豆蔻醇)中,从纳米材料的种类和浓度两方面,研究其对复合有机蓄冷材料热物性的影响。实验发现:对于MWNTs、Al₂O₃、Fe₂O₃ 3种纳米材料,当其质量分数分别小于0.3%、0.4%、0.8%时,对应纳米复合材料热导率随纳米材料浓度的增加幅度较为明显;与原二元复合有机相变蓄冷材料相比,添加0.3%的MWNTs,热导率提高26.3%;添加0.4%的Al₂O₃,热导率提高13.1%;添加0.8%的Fe₂O₃,热导率提高32.1%;当在一定纳米材料质量分数(如0.7%)下,加入纳米颗粒的复合材料导热性能效果依次为Fe₂O₃>MWNTs>Al₂O₃。不同纳米粒子的添加对原蓄冷材料的相变温度和相变潜热影响很小,相变温度变化波动最大为0.4℃,相变潜热变化波动范围最大为1.4%。     

石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%左右,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基复合相变储能材料的研究进展,根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料,介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理,以及影响石膏基相变储能材料的因素。最后,展望了石膏基相变储能材料的研究方向。     

二维纳米片基复合相变储热材料研究进展

相变材料（PCMs）作为潜热储存和释放的介质,能够解决热能供需矛盾,从而缓解能源危机。纯相变材料具有能量密度高、温度范围广、能量输出稳定性强等优点,但其热导率低和在相变过程发生渗漏的缺点阻碍了其广泛的应用和发展。通过将PCMs与二维纳米片复合,PCMs热导率低和渗漏问题被有效解决。通过在导热机理方面进行详细阐述的基础上,综述了近几年来有关碳基二维纳米片、六方氮化硼（h-BN）纳米片、二硫化钼等复合储热材料的研究进展,为高性能二维纳米片基复合PCMs的设计提供一定的研究思路。     

长链烷基共晶相变材料的制备及性能

基于长链烷基良好相容性特点,以二十烷（IS）、十八烷（OC）、月桂酸（LC）和十六醇（HD）为原料,通过熔融共混法制备了IS-LC、OC-LC和OC-LC-HD三种共晶相变材料。通过施罗德公式预测理论共晶点的组成及相变温度,结合步冷曲线与差示扫描量热分析（DSC）结果共同确定共晶点最佳质量比分别为m(IS):m(LC) = 0.61:0.39、m(OC):m(LC) = 0.74:0.26和m(OC):m(LC):m(HD) = 0.61:0.21:0.18,共晶温度分别为30.2、25.4、22.6 ℃,与理论计算结果吻合。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）及DSC对共晶相变材料的化学结构、结晶行为、热稳定性和储热能力进行了表征。结果表明,三种共晶相变材料通过物理作用进行复合,无化学反应发生。其相变温度均在18~32 ℃之间且低于其任意单一组分,相变焓值均大于180 J/g,具有良好的热稳定性和循环稳定性。