制备工艺对SA/ATTP复合储热材料结构和性能的影响

以硬脂酸为相变材料,以甘肃临泽工业级凹凸棒石为载体,采用热熔法和溶液浸渍法制备了2种硬脂酸/凹凸棒石复合相变储热材料,采用FTIR、XRD、DSC和SEM等手段进行了结构表征和性能测试。结构分析结果表明制备方法对材料的结构和形貌不会产生影响,2种材料具有相似的形貌和结构,SA分别以38.64%和29.13%的比例以物理作用吸附于ATTP表面。性能分析结果表明热熔法和浸渍法制备的复合储热材料其相变温度峰值分别为57.3℃和55.2℃,相变潜热分别为68.71J/g和51.79J/g,均具有较好的储热能力和化学稳定性,且储热能力和SA在ATTP表面的吸附率成正比,但热循环实验表明浸渍法制备的复合材料的热稳定性较差。结合储热性能、储热稳定性和化学稳定性的研究,证明熔融法更适合于制备建筑智能调温和建筑节能相变复合材料。     

ZnO/Ag纳米复合材料的硬脂酸改性

以硬脂酸为表面活性剂对采用配合物沉淀法自制的ZnO/Ag纳米复合材料进行了表面改性。系统研究了硬脂酸浓度、用量和改性时间等因素对改性效果的影响,并通过亲油度、接触角、透射电镜、红外及紫外-可见光谱等测试手段,对改性前后的ZnO/Ag纳米复合材料进行了表征。结果表明,采用乙醇加热回流法,用硬脂酸改性ZnO/Ag纳米复合材料能够提高其疏水性及对可见光的吸收能力。硬脂酸改性ZnO/Ag纳米复合材料的优选工艺条件是,硬脂酸浓度为0.010mol.L-1,添加量为10%(质量分数),改性时间为60min。改性后ZnO/Ag纳米复合材料的亲油度为76.47%,接触角为107.8°,其疏水性明显优于未改性材料。     

P(St-co-MAA)包覆十八烷复合相变材料微胶囊的制备与表征

以十八烷和硬脂酸丁酯为二元复合相变材料、苯乙烯和甲基丙烯酸的聚合物为壁材,通过分散聚合法制备了相变材料微胶囊,并通过SEM,DSC,TG和FTIR等手段对制备的微胶囊进行结构性能表征,并讨论了乳化剂种类及用量对相变微胶囊形貌的影响.结果表明:微胶囊呈球形、分散性好,且具有一定的耐热性能,熔融相变温度为21.6℃,发生熔融相变的温度范围为15.7~27.3℃,温度差为11.6℃,热焓值约为103 J/g.微胶囊经100次反复发生相变,质量损失仅为1.64%.与之前研究过的硬脂酸丁酯相变材料微胶囊相比,相变温度范围扩大了3.2℃,热焓值高出47.6 J/g,改善了单一相变材料的相变温度过窄的问题,且提高了热焓值,相变储热效果明显.     

硬脂酸-月桂酸二元复合相变材料

以硬脂酸(SA)、月桂酸(LA)为原料,通过熔融共混法制备了二元脂肪酸相变材料。采用红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)及温度记录仪分别表征了共混相变材料的结构、结晶形态、相变温度和焓值以及保温性能。FTIR表明共混相变材料中硬脂酸与月桂酸通过分子间作用力结合在一起;POM表明SA与LA在共混物中形成共晶结构,且随SA/LA质量配比的减小,结晶半径减小;DSC表明共混相变材料的结晶焓达到200J/g,随SA/LA质量配比的减小结晶温度先降低后升高,表现出低共熔物特征;步冷曲线表明,随SA/LA质量配比的减小,平台温度先降低后升高,且当SA/LA质量比为1/2时,温度平台为30.9℃,保温时间为25min,约为纯硬脂酸或月桂酸保温时间的2倍。     

石蜡@TiO_2/CNTs复合相变材料制备及其热物性

采用界面聚合法合成石蜡@TiO_2/CNTs复合相变材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)分析了复合材料的微观形貌、化学组成和晶体结构;采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)及导热系数仪分析了复合材料的相变性能、热稳定性和热导率。结果表明:石蜡@TiO_2/CNTs复合材料由具有核-壳结构的石蜡@TiO_2微胶囊与碳纳米管(CNTs)复合而成,碳纳米管通过氢键吸附在微胶囊的表面;复合材料的熔点及凝固点比纯石蜡高,碳纳米管质量分数为1%的复合材料的相变潜热为59.57 J/g,且随着碳纳米管质量分数的增大而减小,复合材料在170℃以下具有良好的热稳定性,热导率显著提高。     

己二酸/石墨烯复合储热材料的制备与性能研究

以石墨烯为导热增强相,己二酸(AA)为相变材料,采用真空熔融吸附的工艺制备出己二酸/石墨烯复合相变储热材料。通过FT-IR、DSC、热常数分析仪、TG、FE-SEM及热循环实验对制备的复合材料进行了结构和性能研究。结果表明:石墨烯能够有效吸附己二酸,两者之间化学相容性良好;当石墨烯的掺量6%时,制备的复合材料的相变潜热为241.2J/g,相变温度150.3℃,导热系数为2.04W/(m·K);300次循环后,复合材料具有较好的热稳定性。     

PEG/PAM复合定形相变材料的制备与热性能

为了设计制备具有较高相变焓的复合定形相变材料,采用化学交联法制备半互穿网络型聚乙二醇/聚丙烯酰胺(PEG/PAM)复合定形相变材料,并通过分子动力学模拟计算其导热系数;采用DSC、TG、泄漏率测试和导热系数测试对复合材料的热性能、热稳定性、固-固定形效果和导热性能进行研究.结果表明:随着PAM含量升高,PEG/PAM复合材料的热焓值和泄漏率降低,热稳定性和导热率增加.其中,PEG质量分数为70%时,复合相变材料具有高的相变焓107 J/g、良好的热稳定性和优异的定形效果.通过模拟计算得出的导热系数值和实验值相一致,误差值都小于5%.本结论能对更复杂复合定形相变材料的导热系数进行预测和理论指导.     

熔融共混法制备甘露醇/SiO2 复合相变材料与热物性研究

以甘露醇为母体,利用熔融共混法制备甘露醇/SiO_2复合相变材料。采用SEM、FT-IR、XRD、DSC和TDC等对复合相变材料的结构和热性能进行了表征。实验结果表明,甘露醇和支撑体二氧化硅之间仅存在氢键作用,没有其他化学作用;通过对质量比m(SiO_2)/m(mannitol)=2(S/M-2)复合材料循环测试实验表明,其具有良好的稳定性,S/M-2材料与甘露醇热扩散系数测试结果表明,在40?C固态时复合相变材料的热扩散系数提高了近8倍;在相变温度以上,200?C时热扩散系数也提高了20%。     

有机相变储热复合材料的储/放热性能研究

以高孔隙率泡沫石墨材料作为骨架在真空环境下吸附石蜡,制备而成新型有机相变储热复合材料。利用HotDisk热常数分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了其热性能,结果证明复合材料的导热能力得到了极大强化。对分别填充了复合材料和纯石蜡的以水作为热媒的储热槽进行了实验研究,重点考察了两者在储热和放热过程中的温度均匀性、储能速率及泡沫石墨对石蜡相变的影响,同时就泡沫石墨的孔隙率大小对复合材料导热性能和储能速率的影响规律进行了对比分析。研究表明,复合材料的相变温度区间基本不变,导热性能提高了21倍,相变时间缩短了56%以上,相变界面移动加快,储热槽的储热、放热性能和储能密度有了很大提高;不同孔隙率会影响复合材料的导热系数、储能速率和储能容量,在提高储能速率和保证储能容量两者之间,选择孔隙率为91%的泡沫石墨作为复合材料骨架应是一最佳值。     

聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯/氧化石墨烯复合定型相变材料的制备及表征

利用溶液共混法制备了聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯/氧化石墨烯(PC16E2AC/GO)复合定型相变材料.通过SEM、DSC和TG对复合材料的形态结构、热性能和热稳定性进行了研究.结果表明:GO的加入能显著提高PC16E2AC梳状聚合物相变材料的定型性,当GO质量分数为5%时,PC16E2AC/GO复合定型相变材料具有较高的热焓值、良好的热稳定性和热定型性.该GO含量的复合相变材料不仅在远高于PC16E2AC熔融温度的条件下可保持良好的形态,而且经85℃恒温热处理100 min后没有出现PC16E2AC的渗漏.此外,300次冷热循环测试证实其具有良好的热循环稳定性.     

乙二醇单硬脂酸酯-十六醇复合相变材料的热性能

以乙二醇单硬脂酸酯(EGMS)和十六醇(H)为原料,采用熔融共混法制备EGMS-H复合相变材料。利用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)对复合相变材料的结构和组成进行表征,并通过差示扫描量热法(DSC)、热导率测试仪及步冷曲线考察复合相变材料的热性能。结果表明:EGMS和H复合后形成简单机械混合物;当EGMS和H的质量比为1∶1时,形成低共熔混合物,低共熔点温度为41.6℃;体系复合相变时平均传热速率较纯十六醇下降了41.13%;EGMS-H复合相变材料导热系数最低为0.227 6 W/(m·K),相对于纯EGMS或H,具更长的保温时间。     

稀土氧化镝对己二酸相变储热材料的热性能影响研究

采用熔融混合的方法,以己二酸为相变材料,添加稀土材料氧化镝为改性剂,制备己二酸相变储热材料。利用FT-IR、DSC、SEM等研究所制备相变储热材料的结构及性能,并通过热循环实验研究其热性能变化规律。结果表明:添加氧化镝后,材料相变温度提高,当氧化镝质量掺量为0.5%时,相变温度为151.2℃,熔化焓值最高,达259.6J/g;经过1 000次循环后,掺有质量分数0.5%氧化镝相变材料的相变焓衰减了11.8%,而纯己二酸的相变焓则衰减了16.0%,添加氧化镝后己二酸相变材料的热性能显著增强。     

复合芯材相变材料微胶囊的制备及表征

以苯乙烯和甲基丙烯酸单体形成的高分子聚合物作为壁材,正十六烷和硬脂酸丁酯作为复合芯材,运用乳液聚合法制备双芯材相变材料微胶囊.以吐温-20为乳化剂,探讨了引发剂种类、引发剂用量和乳化剂用量对微胶囊制备的影响.对制得的相变材料微胶囊进行性能测试,表征其表面形貌、粒径大小及分布,分析其热性能和热稳定性,并计算其产率、包含量和包覆率等.结果表明:采用质量分数为1.7%的过硫酸钾为引发剂和质量分数为2.2%的吐温-20为乳化剂获得的微胶囊,表面形态稳定、光滑、饱满,粒径均一;微胶囊的热焓值较理想,相变温度为17.23℃,相变焓为54.06 J/g.     

相变储能充填体强度与热学性能

以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体.为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添加量的相变储能充填体,并采用DSC、SEM、单轴压缩试验、巴西劈裂试验和导热系数试验等测试方法得到不同...     

相变石蜡微胶囊的制备

以脲醛树脂为壁材包覆石蜡制备微胶囊,对石蜡作为相变材料的相容性问题进行了研究。实验考察了复合乳化剂硬脂酸与三乙醇胺的质量比、乳化剂用量和乳化转速对制备的微胶囊的粒径及其稳定性的影响,最后讨论了制备过程中不同酸化时间对微胶囊微观形貌的影响。结果表明,硬脂酸和三乙醇胺质量比为5：2的复合乳化剂,其质量分数为7％、乳化转速为1000r／min,酸化时间为90min时,制备的微胶囊呈现粒径均一、表面光滑、密封良好的球状,平均粒径为29．8μm。     

棕榈酸/石蜡复合相变储能材料

将石蜡(PW)与棕榈酸(PA)熔融超声共混,制备出了一系列PA/PW复合材料。采用瞬态热丝法(SHW,Short-Hot-Wire)测量PA/PW复合材料的导热系数,用差示扫描量热仪(DSC,Differential Scanning Calorimetric)分析复合材料的相变温度(T)和相变潜热(L),采用红外光谱仪(FTIR,Fourier Transform Infrared)对复合物的组成进行表征。复合材料的红外吸收光谱图表明,PW和PA只是简单的物理混合,未生成新物质。复合相变材料的导热系数大致随温度的升高而降低,而在30和50℃左右时由于固-固和固-液相变的作用,导热系数测量值出现了一定程度的升高。复合材料的Ts-s(固-固相变温度)都比PW的略高;与纯PW相比,除PA的质量分数w=35%之外,其他比例复合材料的Ts-l(固-液相变温度)都较纯PW的低;除w=35%的Ls-l(固-液相变潜热)比纯PW的低之外,其他比例复合材料的Ls-l都比纯PW的Ls-l高。     

PP/PEG相变复合材料制备及性能表征

采用熔融纺丝法制得PP/PEG相变复合材料,并研究其结构与性能.结果表明:相对分子质量为600,1 000,2 000的PEG均可用于制备PP/PEG相变复合材料;相变复合材料为皮芯结构,当PP与PEG1000质量比为4∶6时,直径为100μm~3 mm,可调控的温度范围为20~45℃,相变焓约82 J/g,强度约为2.4 c N/dtex.PP/PEG相变复合材料封闭后可重复使用.     

硬脂酸/膨胀石墨复合相变储热的动力学研究

采用真空吸附法制备硬脂酸(SA)/膨胀石墨(EG)复合相变储热材料,利用差示量热扫描法(DSC)研究SA及SA/EG复合材料的非等温熔化和结晶过程动力学。运用Kissinger和Ozawa两种动力学数据处理方法对样品的非等温熔化DSC曲线进行处理,应用Mo法分析各样品的非等温结晶动力学特性。结果表明:SA/EG复合材料具有储热密度大、导热系数高且相变过程中无液相物质泄漏的优点;EG多孔结构的物理吸附作用会阻碍SA分子链段的扩散,使其熔化过程中的表观活化能升高;但EG的异相成核和传热强化作用能促进SA的相变,有利于降低其过冷度,提高其相变速率。     

红外光谱研究十八胺、硬脂酸及氘代硬脂酸Langmuir-Blodgett膜相变行为

分别制备十八胺、硬脂酸及氘代硬脂酸的11层Langmuir-Blodgett（LB）膜,采用变温傅立叶变换红外光谱研究了3种LB膜的相变行为.实验结果显示：十八胺LB膜在55℃～75℃温度区间内发生相变,CH2对称和反对称伸缩振动频率向高能量区移动较明显;硬脂酸LB膜在较短温度区间即70℃～80℃内发生明显相转变,CH2对称和反对称伸缩振动频率及峰的强度比在此温度区间发生显著改变;氘代硬脂酸LB膜的相转变在65℃～75℃温度区间内发生,尤其是在65℃～70℃的温度区间发生突变.     

印尼油砂尾砂/聚乙烯复合材料的性能

为了研究印尼油砂尾砂/聚乙烯（HDPE）复合材料的性能,采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线荧光光谱分析（XRF）进行了分析,得出油砂尾砂改性前后形态、大小及主要成分碳酸钙（CaCO3）质量分数约为77.170%;用不同质量分数硬脂酸干法表面改性油砂尾砂,得出最佳改性剂质量分数为5%;通过冲击强度、拉伸强度、弹性模量和示差扫描量热分析仪（DSC）等表征分析油砂尾砂/HDPE复合材料的力学性能。结果表明,随着尾砂填充量的增加,油砂尾砂对HDPE有明显的增强增韧效果,当尾砂质量分数为50%时,增韧效果达到最好,但大量油砂尾砂分布在HDPE中,使基体中的缺陷增多,受到外力作用时产生应力集中现象致使拉伸强度下降。结晶性能研究表明,油砂尾砂的加入对聚乙烯具有异相成核的作用,增强复合材料的韧性。