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。     

正辛酸-癸酸/膨胀石墨低温复合相变材料的制备及热物性研究

针对有机相变材料热导率低的问题,以质量比71∶29的正辛酸(OA)-癸酸(CA)为基液,通过添加膨胀石墨(EG)制备用于医药冷藏运输系统的复合相变材料。利用EG表面多孔结构的吸附性原理,制备出EG最佳质量分数为8%的OA-CA/EG低温复合相变材料。通过差示扫描量热仪测得OA-CA/EG的相变温度为0.9℃,相变潜热为112.7J/g。利用热常数分析仪测得OA-CA的热导率为0.3231W/(m·K),OA-CA/EG的热导率为1.649W/(m·K),加入EG使得OA-CA的热导率提高了4.1倍。对OA-CA/EG进行100次蓄放冷循环实验,结果表明循环前后其相变温度、潜热值以及热导率均未发生明显变化。稳定的蓄放热性能使得OA-CA/EG在医药冷藏运输系统具有广阔的应用前景。     

癸酸/辛酸-纳米复合相变材料的热物性实验研究

针对脂肪酸有机物癸酸/辛酸(质量比30∶70)复合相变材料存在导热系数低的缺点,本文分别按不同比例添加10~30nm的纳米铜粉、纳米氧化铝和纳米氧化铁制备出癸酸/辛酸纳米复合相变材料。结果表明:添加了质量分数为0.1%~0.4%的纳米材料后,复合相变材料具有良好的热稳定性,未出现沉淀现象;导热系数与原基液相比有大幅度提高,依次提高5.1%~6.5%、4.0%~12.4%、6.7%~17.5%,相变温度点波动范围小(±0.39℃),相变潜热变化不大,提高幅度为2.2%~5.5%,因此选择加入适当适量的纳米材料可改善原相变材料的热物性。     

月桂酸-癸酸/十四醇-十二烷复合相变储能材料的制备与性能研究

本文研制了一种用于相变温度为5~15℃的储能系统的相变储能材料,该材料由月桂酸(LA)、癸酸(DA)、十四醇(TA)与十二烷(DD)按比例混合经超声波振荡后制得,质量配比为27.1∶28.5∶29.6∶14.8。相变储能材料的性质通过步冷曲线法、差示扫描量热法(DSC)以及热稳定循环测试法等方法来研究。实验结果表明,本相变储能材料的过冷度接近0℃,可忽略不计;在流速为10 m L/min的液氮氛围以及5℃/min的温度变化速率下,相变温度为5.13℃,相变潜热为154 J/g;本材料循环600次后偏离了共融状态,但无分层,具有较好的循环稳定性;通过一系列性能测试,得到了本材料的基本物理性质及热性能。由此可得,本相变复合材料具有较高的潜热、合适的相变温度、较好的热稳定性以及较低的成本,在储能系统尤其是空调系统中表现出了极大的潜力。     

复合相变材料的制备及热性能研究进展

相变材料能够解决能量供求在时间与空间上不匹配的矛盾,是提高能源利用率和余热回收的有效方式。复合相变材料因其稳定的化学性质和较高的储能密度,成为近年来新材料研究的热点。介绍了复合相变材料的主要制备方法:多孔基体吸附法、微/纳胶囊包覆法、溶胶-凝胶法、高分子复合共聚法和静电纺丝法,讨论了各种制备方法的优势及不足。着重分析了复合相变材料储热性能、热循环稳定性及导热性能的研究进展,为新型高性能复合相变材料的深入研究提供理论依据。     

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。     

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。     

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。     

水基纳米TiO_2复合相变材料的制备及性能

针对水作为冷藏保鲜领域常见的蓄冷剂存在相变时过冷度大、导热系数小的现象,研制了一种以水作为基液,添加纳米粒子及分散剂的复合相变材料,该材料配方质量比为水+0.7%纳米二氧化钛(TiO_2)+1.0%十二烷基苯磺酸钠(SDBS),相变温度为0.216℃,相变潜热为353.1 k J/kg。在水中加入纳米TiO_2使水在相变过程的过冷度降低了5~6℃,且导热系数较基液提高了62.7%,从0.598 8 W/(m·K)升至0.974 5 W/(m·K);同时添加分散剂SDBS,改善了水基纳米TiO_2的沉降问题,提高了材料的稳定性,防止相分离。结合理论与实验,总结分析了纳米TiO_2与分散剂SDBS不同质量比的水基纳米复合相变材料的热性能,确定纳米TiO_2与分散剂SDBS在水中的最佳质量添加比为7∶10。通过最优例材料静置后的颜色观察和导热系数测试,表明纳米TiO_2在水中具有良好的分散稳定性。     

正癸酸/十八醇二元相变材料的热性能研究

有机固液相变材料在相态变化时能够释放或吸收大量的潜热,将其应用在建筑中能减少室内温度波动,提升室内热舒适性,降低建筑能耗。采用熔融共混法制备正癸酸(CA)/十八醇(OD)二元复合相变材料,通过理论预测法与步冷曲线法确定二元低共熔混合物最佳质量配比为m_CA∶m_OD=85∶15。通过差示扫描量热法、蓄放热实验、热重分析、傅里叶红外光谱仪对CA/OD的热性能、循环热稳定性、耐热性及结构特征进行了分析。CA/OD低共熔混合物的熔化和凝固温度分别为27.95和25.42℃,熔化和凝固潜热分别为154.2 J/g和157.0 J/g,在300次蓄放热循环过程中热性能变化小,热循环稳定性较好,蓄热控温性能良好。热重分析表明CA/OD二元低共熔混合物在125.7℃以下没有热失重现象,耐热性能好。傅里叶变换红外光谱证实CA与OD是通过物理作用相结合,二元低共熔混合物中没有新物质产生。综合结果表明,该CA/OD二元复合相变材料适合在室温附近24～30℃区间使用,基本满足人体舒适温度范围,在日常热环境下循环耐用性强,为建筑节能材料提供了新的选择。     

十六醇-癸酸/粉煤灰定形相变材料的制备及热性能分析

基于节能减排的重要性,采用实验的方法制备了1种十六醇与癸酸的低共熔相变材料,该材料的融化温度为25.5℃,潜热为203J·g-1,通过与作为封装基质的粉煤灰进行熔融,得到另一种相变储能材料,测得其熔点为22.7℃,潜热为70.51J·g-1,相变材料在粉煤灰中的质量分数为48%。SEM和比热分析表明,相变材料与粉煤灰有很好的相容性,复合后的相变材料比纯粉煤灰的比热高出1.07倍;经过500次凝固融化循环,其稳定性较好。添加质量分数为6%的石墨后,相变材料的冷凝与融化时间分别减少20%和15%,传热性能得到提高。实际应用测试表明,这种材料能起到很好的隔热保温作用。     

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。     

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。     

相变储能材料的制备与研究

选择了几种脂肪酸,依据二元低共熔原理,制备出适合建筑材料使用的二元有机相变储能材料。通过DSC分析了复合储能材料的相变温度、相变焓等热性能,结果表明:当CA∶LA;CA∶MA;CA∶PA的质量比分别为53.45∶46.55∶60.2∶39.8∶61.6∶38.4时,其相变焓和相变温度分别为CA-LA:120.7J/g;20.82℃,CA-MA:120.3J/g;19.15℃,CA-PA:142.9J/g;22.05℃,适合于民用建筑对相变材料的要求。通过SEM分析检测了珍珠岩吸附相变材料后的表面微观变化,结果表明:有机羧酸均匀吸附在多孔基体中,此种材料可以应用于夹心节能建筑围护结构中。     

表面活性剂协同超声分散制备还原氧化石墨烯＠月桂酸Ｇ棕榈酸复合相变材料及其表征

相变储能材料因能有效地解决能量供求中时间和空间不匹配的矛盾而备受关注。本实验首先采用熔融共混法制得月桂酸(LA)-棕榈酸(PA)低共熔混合物后,将其与还原氧化石墨烯(RGO)混合,通过超声分散制得还原氧化石墨烯@月桂酸-棕榈酸(RGO@LA-PA)复合相变材料。FT-IR、Raman、SEM、DSC和形貌稳定性的分析结果表明,RGO与LA-PA是以物理方式结合,所添加的RGO能对材料形成均匀包覆,仅1%(质量分数)的RGO就能使其导热系数提升20%为0.426 W·m-1·K-1,相变潜热为159.9 J·g-1,起始分解温度提高2 ℃;经100次热循环后,其相变潜热仅下降2%,说明RGO包覆相变材料后提高了其导热性能,改善了其渗漏现象,同时该复合相变材料还具有良好的热稳定性。     

石蜡-烯烃嵌段共聚物/氮化硼柔性相变材料的制备及性能研究

以石蜡(PA)为相变基体,烯烃嵌段共聚物(OBC)为支撑材料,氮化硼(BN)为添加剂,采用熔融法制备一种柔性相变材料PA-OBC/BN。经过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析,PA-OBC/BN共熔混合物之间没有发生化学反应。所制备相变材料的导热系数随BN含量的增加而增加,当BN含量为10%时,导热系数为0.38W/(m·K),是不含BN材料的1.58倍,但材料的潜热值却随BN含量的增加而降低。研究发现,当最高循环温度为60℃时,在300次循环吸放热的过程中,相变材料的导热系数基本不变。但当最高循环温度升高到65℃甚至70℃时,含有BN的相变材料导热系数随循环次数的增加而降低,且BN含量越高降低幅度越大。另外,随着BN含量的增大,材料的硬度和韧性均会降低。     

相变材料的复合及其热性能研究

针对相变材料应用领域中对相变温度和相变焓的具体要求,采用复合的方法重点对相变材料的相变温度进行调节,复合出具有特定相变温度和较高相变焓的相变材料.论述了相变材料的复合原理,研究了4种相变材料的复合及其热性能,通过理论计算与实际测试相比较,筛选出复合物的最佳配比.研究表明:通过相变材料的复合可以调节材料的相变温度至所需要的范围,并具有较高的相变焓,可保持良好吸收或释放能量的能力.     

石蜡-正辛酸/石墨相变材料的制备及热物性分析

目的 为了减少产品在运输过程中由于温度而造成的损坏,研发一种石蜡-正辛酸/石墨相变材料,并探究其性能.方法 主要通过热物性实验,包括差示扫描量热、TEMPOS热特性来分析石蜡-正辛酸/石墨相变材料的性能.结果 配置了6种不同质量比的石蜡和正辛酸,质量比为0.2:0.8的石蜡-正辛酸达到共晶点,相变潜能为161.31 J/g,相变温度为13.4℃;以质量比0.2:0.8的石蜡-正辛酸为原料,添加不同添加量的石墨来提高导热性能,发现当石墨质量分数为20％时,导热系数提高了3.9倍,且循环稳定性好.结论 从相变潜能、相变温度和导热系数等3个方面考虑,当质量分数为20％的石墨添加在质量比为0.2:0.8的石蜡-正辛酸相变材料中,可得最佳石蜡-正辛酸/石墨相变材料,满足10～20℃运输环境的要求.     

基于均匀设计优化制备癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料

以SiO2作为载体材料,癸酸-棕榈酸作为相变材料制备癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料.基于均匀设计和多元非线性回归法研究了各因素对复合相变材料吸放湿性能和控温性能的影响.结果表明,各因素对性能影响的主次顺序为:溶液pH值＞无水乙醇与正硅酸乙酯的物质的量比＞癸酸-棕榈酸与正硅酸乙酯的物质的量比＞去离子水与正硅酸乙酯的物质的量比＞超声波功率;优化制备方案:溶液pH值为3.62,超声波功率为100W,去离子水与正硅酸乙酯的物质的量比为9.67,无水乙醇与正硅酸乙酯的物质的量比为5.21,癸酸-棕榈酸与正硅酸乙酯的物质的量比为0.52.