聚乙二醇/聚丙烯酰胺相变材料的制备及性质研究

通过在丙烯酰胺的聚合反应中加入聚乙二醇(PEG)的方法制备了聚乙二醇/聚丙烯酰胺(PEG/PAM)相变材料,并对材料的相变行为、分子间的相互作用和相转变实质进行了研究.结果表明,PEG/PAM相变材料的相变温度、相变焓不仅随着PEG分子量的减小而降低,而且随着PEG质量分数的减小而降低;PEG与PAM间存在一定的分子间氢键,致使相变材料在PEG的熔点以上表现出固体化行为;相变材料发生固-固相变的实质是,在升温时材料中的PEG由结晶态变成了无定形态.     

共混法制备高分子固-固相变材料及其表征

通过共混法制备了PEG／CDA高分子固-固相变材料，用DSC差示扫描量热法对其相变行为进行了研究，讨论了PEG／CDA质量比对所得相变材料相变行为的影响。结果表明，该材料呈现出固-固相转变特性；其相变温度和相变焓比纯PEG低，并随着PEG含量的增加而升高。     

共混法制备高分子固-固相变材料及其表征

通过共混法制备了PEG/CDA高分子固-固相变材料,用DSC差示扫描量热法对其相变行为进行了研究,讨论了PEG/CDA质量比对所得相变材料相变行为的影响.结果表明,该材料呈现出固-固相转变特性;其相变温度和相变焓比纯PEG低,并随着PEG含量的增加而升高.     

接枝共聚法制备PEG/CDA高分子固-固相变材料及其表征

通过接枝共聚法制备了PEG/CDA复合高分子固一固相变材料,用DSC差示扫描量热法及FTIR对其进行了表征,用正交试验法L9(34)研究了PEG分子量、PEG/CDA的质量比对相变材料储热性能,相变温度等的影响,以及反应时间对接枝反应的影响.结果表明,当PEG相对分子量为6000,PEG/CDA质量比为9:1,接枝反应时间为150 min时,材料的储热性最好.     

聚乙二醇/乙基纤维素复合相变蓄热材料的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)为功能材料、乙基纤维素(EC)为支撑材料,根据有机相分离法制备了聚乙二醇/乙基纤维素(PEG/EC)复合相变材料,其中PEG的含量最大可达84.6%(质量分数)。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)等技术考察了PEG/EC复合相变蓄热材料的微观形貌、相容性及化学结构、蓄热性能及稳定性。结果表明,PEG/EC复合相变材料为不规则颗粒状粉末,PEG与EC的相容性较好,分子间形成氢键而没有形成新的化学键。由于EC与PEG间形成的氢键及分子链缠绕等作用,使PEG/EC复合材料呈网络结构,使得PEG发生固-液相变时失去了流动性。PEG/EC复合材料作为固-固相变材料,最大相变焓可达151.8J/g,在温度低于80℃范围发生相变,稳定性可靠。     

三元乙丙橡胶基吸油树脂型相变储能材料的相变过程

分别以聚乙二醇(PEG)、石蜡为相变物质,三元乙丙橡胶(EPDM)基吸油树脂为骨架支撑材料,通过吸油树脂对相变物质的吸附作用,制备了高分子固-固相变材料。使用红外光谱和差示扫描量热法对相变材料的结构和相变行为进行了研究;同时,采用偏光显微镜的反射模式对相变材料的动态相变过程进行了观察。研究结果表明:在相变储能材料中,相变物质石蜡与PEG的熔融相转变焓分别为140.8 k J/g和7.5 k J/g;结晶相转变焓分别为137.2 k J/g和2.8 k J/g;在动态升/降温的相转变过程中,可观察到相变物质在吸油树脂网络中的熔体流动/凝固状态;相变过程中相变物质未发生泄漏,具有可逆的相转变特性。     

PEG/PVA复合物相变焓的影响因素研究

通过接枝共聚法制备了PEG/PVA复合高分子固-固相变材料,用DSC差示扫描量热法对其相变曲线进行了测试,讨论了影响PEG/PVA复合物相变焓的影响因素.结果表明,PVA含量、反应温度和反应时间都对复合物的相变焓有影响,且PVA含量对复合物相变焓值影响最大.     

聚乙二醇/聚丙烯酰胺相变材料非等温固-固相变动力学

通过在丙烯酰胺聚合反应中加入聚乙二醇的方法制得的聚乙二醇(PEG)/聚丙烯酰胺(PAAm)相变材料具有固-固相转变的性质。对聚乙二醇及五种相变材料分别进行不同速率的非等温DSC测试,采用K iss inger和O zaw a两种动力学模型研究了非等温固-固相变动力学,计算了固-固相变过程的活化能和反应级数,两种方法求得的表观活化能Ea值相一致。     

聚乙二醇基复合相变材料的制备与热性能研究

利用聚乙二醇(PEG)为相变材料、以羟丙基甲基纤维素为分子骨架,采用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯作为交联剂,用化学接枝法成功合成了一种新型复合相变材料。采用红外光谱、差示扫描量热仪、热重仪、扫描电镜和X射线衍射仪对该复合相变材料的化学结构、相变性能、热稳定性、微观形貌和晶体结构等性能进行了表征。结果表明:该复合相变材料的相变过程表现为固-固相变的性质,其相变温度在309~323.2K范围内,相变焓值在89.8~106.8J/g之间。可见,通过化学接枝法得到的复合相变材料具有较好的相变行为,且克服了聚乙二醇在相变过程中的泄露问题。     

聚乙二醇双硬脂酸酯及其贮能核壳结构的制备及热性能

采用乳液法以低分子量聚乙二醇和酰氯化硬脂酸的酯化反应制备了聚乙二醇双硬脂酸酯,以其为核,以二苯甲烷二异氰酸酯与乙二胺的缩合物为壳,制备具有相变功能的核壳结构材料。使用FT-IR、DSC、TG以及偏光显微镜等方法对酯化产物和核壳结构材料进行了表征。PEG200双硬脂酸酯固-液相变温度在30℃-35℃,相变焓为95 J/g。核壳材料相变焓为32 J/g。     

聚氨酯定型相变储能材料的结构与热物性分析

采用聚氨酯硬质泡沫作为封装材料,十八烷为相变材料,以自制纳米氧化硅作为稳定剂与成核剂,采用原位封装的方式实现封装。通过微观形貌和结构分析发现,所制备的聚氨酯定型相变材料具有微纳米级均匀的微观结构,相变材料均匀地分布在聚氨酯中。傅里叶变换红外光谱检测结果显示,聚氨酯与相变材料间属于物理混合,相变材料的相变特性不受聚氨酯的影响,且有助于进一步提高定型相变材料的结构稳定性。这一研究结果将为建筑节能材料结构的研究提供理论指导。     

Paraffin/carbon aerogel phase change materials with high enthalpy and thermal conductivity

Two kinds of carbon aerogels, graphene aerogels (GA) and carbon nanotubes-graphene aerogels (CGA), were prepared by modified hydrothermal method. The form-stable phase change materials (PCMs) were fabricated by adsorbing paraffin into carbon aerogels. Morphology, structure, form stability and thermal property were characterized by scanning electron microscope (SEM), in situ X-ray diffraction (in situ XRD) and differential scanning calorimeter (DSC). The results showed that GA presented wrinkled surface textures with curling edges, and carbon nanotubes (CNTs) were interspersed or attached to GA sheets. The phase transition temperature and the phase change enthalpy of the GA/paraffin PCM composite were 48.7 °C and 223.2 J/g, respectively. Thermal and mechanical properties of PCM composites achieved a qualitative leap with the adding of carbon aerogels. The PCM composites had a thermal conductivity of about 2.182 W/m K at the carbon aerogels loading fraction of 2 wt%. The form-stable PCM composites with high thermal conductivity and high enthalpy could be promising for thermal energy storage applications in construction field.     

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。     

纳米碳化硅改善CPS/PAN相变复合纤维膜的传热速率

以不同质量比例的聚丙烯腈/纳米碳化硅(PAN/SiC)复合纤维膜为支撑材料,以癸酸-棕榈酸-硬脂酸(CPS)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CPS/PAN/SiC定形相变复合纤维膜。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和传热测试装置研究不同含量纳米SiC对定形相变复合纤维膜的形貌特征、储热性能、热能储存和释放速率的影响。SEM图像显示负载不同含量纳米SiC对CPS/PAN/SiC定形相变复合纤维膜的形貌结构没有显著影响。DSC测试结果表明随着支撑纤维膜中SiC颗粒含量的增加,定形相变复合纤维膜的相变温度和相变焓值没有明显变化。根据传热测试数据显示随着纳米SiC含量的增加,定形相变复合纤维膜的融化与结晶时间显著缩短了约20%~46%。     

超声辅助溶胶凝胶法制备硬脂酸/SiO2定形相变储能材料

在超声波的促进作用下, 以正硅酸乙酯为溶胶前驱体、 硬脂酸为相变组分, 经溶胶-凝胶过程制备了硬脂酸/SiO₂复合定形相变储能材料。为了研究硬脂酸/SiO₂复合定形相变储能材料的制备工艺, 考察了不同超声功率对材料制备过程中加强两相传质作用的辅助效果的影响以及不同种类催化剂对材料制备过程中溶胶-凝胶过程的影响, 最后确定出具有良好定形效果下材料的最大硬脂酸质量分数为60%。超声辅助酸碱复合催化法制备硬脂酸/SiO₂材料具有无需添加助溶剂和表面活性剂、 凝胶速度快、 方法简便的优点。对硬脂酸/SiO₂复合定形相变储能材料进行了FTIR结构表征和DSC、 TG热性能及热稳定性测试, 产品的相变焓值达91.46 J/g, 在低于175℃具有良好的热稳定性。      

聚乙二醇/氯化聚丙烯相变材料的制备

制备了一种骨架为氯化聚丙烯、支链为聚乙二醇的新型相变材料。利用聚乙二醇从结晶态到无定形态之间的转变,实现该材料的储能和释能,整个过程中材料始终保持为固体。叙述了该相变材料的合成方法,讨论了它的相变机理及特点等。结果表明,该新型固态相变材料相变焓较大,具有很好的应用价值和发展前途。     

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。     

相变材料的特性及伪装应用探析

对相变材料进行了分类,从热力学特点和应用形式两个方面介绍了相变材料的特性。通过对相变材料伪装原理、研究现状和应用模型的分析,研究了相变材料在伪装领域的应用可行性。最后提出了一种智能相变材料系统,希望通过进一步研究,能够解决相变材料伪装持续时间短的问题。     

沉积Ag纳米层改善定型相变复合纤维膜的传热性能

以癸酸(CA)、月桂酸(LA)和肉豆蔻酸(MA)为原料制备了新型的脂肪酸三元低共熔物(CA-LA-MA),并将其作为固-液相变材料,以沉积2 h银(Ag)纳米颗粒的静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜为支撑材料,通过物理吸附法制备了新型的CA-LA-MA/PAN和CA-LA-MA/PAN/Ag定型相变复合纤维膜。研究了磁控溅射Ag纳米层对定型相变复合纤维传热性能的影响。结果表明,沉积Ag纳米层后定型相变复合纤维膜的储热和放热时间分别缩短了31%和25%。制备的CA-LA-MA/PAN/Ag定型相变复合纤维膜的融化温度和结晶温度分别为19.87℃和11.63℃,融化焓值和结晶焓值分别为123.1 kJ/kg和121.5 kJ/kg。     

MES/PET定型相变复合纤维的形貌结构及性能分析

通过制备硬脂酸甲酯/聚对苯二甲酸乙二酯(MES/PET)定型相变复合纤维,研究了MES固-液相变材料和PET支撑材料在定型相变复合纤维中的分布结构。结果表明在静电纺丝过程中MES组分作为分散相被随机地分散在PET纤维基体的连续相中,其在PET纤维中的最大负载量为50wt.%;复合纤维中的MES分子与PET分子之间没有发生化学反应,二者具有良好的相容性;MES/PET定型相变复合纤维的融化和结晶温度分别为39.84℃和27.96℃,融化和结晶焓值达到90.43kJ/kg和88.03kJ/kg;由于PET基体比MES分子具有更好的热稳定性,将PET纤维作为MES固液相变材料的支撑材料,有利于改善定型相变复合纤维的热稳定性;随着MES含量的增加,定型相变复合纤维膜呈现脆性断裂特征,其拉伸断裂强度增加。