三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠（SAT）为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素（CMC）和十二水磷酸氢二钠（DHPD）作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明：添加0.5% CMC和2% DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 kJ·kg^-1,相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 kW,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。     

六水硝酸镁相变储热复合材料改性制备及储/放热性能研究

水合盐相变材料因具有较高的相变焓和较低的成本在中低温储热领域有着广泛的应用前景,但其在储放热过程中通常存在过冷度大和热循环稳定性差的问题。以六水硝酸镁为主要研究对象开展相变储热复合材料的改性制备及相变储热装置的研制,采用熔融共混法制备了以二水硫酸钙为成核剂的六水硝酸镁相变储热复合材料,利用差示扫描量热仪及步冷曲线法测试了相变储热复合材料的热物性和循环热稳定性。在此基础上设计并构建了储热量为152 kWh的相变储热装置和相变储热系统,并对其储/放热性能进行了测试。结果表明：添加了2%（质量）二水硫酸钙的相变储热复合材料具有较好的循环热稳定性,且在经过50次熔化-凝固循环后其过冷度一直保持在0.5℃内,相变温度保持在87℃左右,相变焓保持在150 kJ/kg以上;相变储热装置可实现高达27 kW的平均储热功率,在保证放热过程中出水温度不低于56℃的情况下,可实现8 kW的平均放热功率和92.3%的储-放热效率,可满足建筑采暖及日常生活热水需求。     

三水醋酸钠/甲酰胺复合相变材料的制备及性能

以甲酰胺(FA)为改性剂,采用熔融共混法对三水醋酸钠(SAT)进行改性得到新型SAT/FA复合相变材料(CPCM)。探讨FA质量分数(下同)对SAT/FA共混物(基体)相变焓及相变温度的影响。利用熔融-固化循环及步冷曲线, 系统探讨成核剂、增稠剂对复合材料相分离、过冷度及放热性能的影响。对新型SAT/FA CPCM的结构及性能进行XRD 、FTIR及DSC表征。结果显示:添加25%的FA于SAT中可形成SAT/FA低共融体;添加2% 十二水磷酸氢二钠成核剂和2%聚乙烯醇增稠剂形成的CPCM,过冷度低(2.67℃),放热时间长(10170 s),循环稳定性好, 相变焓高达233.9 kJ·kg^-1,相变温度40.88 ℃。可应用于相变蓄热地板辐射采暖。     

泡沫铜/石蜡复合相变储能材料的储放热过程及数值模拟

作为储热和热管理技术的重要材料之一,相变储能材料通常具有储热密度较大、相变温度变化较小的优势,但其热导率较低,热传递效率较差。本文将泡沫铜用于石蜡相变储能材料的传热强化,通过测定相变储能材料储放热过程的温度变化,考察了添加泡沫铜对相变储能材料储放热速率和温度均匀性的影响,且在实验基础上对储能材料的放热过程进行建模并求解,得到温度云图,为实际应用提供理论依据。结果表明,添加泡沫铜后,石蜡的相变储热和放热时间分别缩短了16.67%和14.71%;储放热过程复合材料中心层与外层中心点的最大温差分别降低了91.5%和87.5%;建立放热过程相变储能材料温度随时间变化的模型,对比实际值和模型预测值,得到相关系数及标准误差分别为0.99℃和0.13℃,证明该模型准确度较高,可有效预测相变储能材料的温度变化情况。     

相变材料三水醋酸钠储热性能实验研究

以三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2O)为相变储热基材,添加各种不同成核剂和增稠剂,比较它们的效果,寻求储热性能优越的组合配方.实验表明:对于同一成核剂,随添加量的增加,CH3COONa·3H2O的过冷度有增大的倾向.在10 g CH3COONa·3H2O中添加0.05 g的Na2HPO4·12H2O,抑制过冷的效...     

聚乙二醇/膨胀石墨相变储能复合材料

利用膨胀石墨孔隙结构的吸附性能,制备了聚乙二醇/膨胀石墨相变储能复合材料,用差示扫描热量法研究了材料的热性能.结果表明复合材料的相变温度不随聚乙二醇含量的改变而变化,材料的相变潜热随着聚乙二醇含量的增加而增加.复合材料的导热性能随着聚乙二醇含量的增加而减小.膨胀石墨的多孔结构对聚乙二醇有很好的吸附性能,聚乙二醇在固-液相变时,未见有液态聚乙二醇的渗出.     

聚醚酰亚胺/改性钛酸钡复合材料制备及介电储能性能

采用Stober法对高介电常数陶瓷填料钛酸钡(BT)进行改性,得到二氧化硅(SiO2)包覆BT(BT@SiO2)填料,并采用溶液浇铸法制备具有高介电储能性能的聚醚酰亚胺(PEI)/BT@SiO2复合材料薄膜,研究了复合材料薄膜的表面结构、结晶行为、介电性能、储能性能等.X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜结果表明,Si...     

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。     

改性水滑石/ABS复合材料的制备及性能表征

通过特殊工艺,首先对水滑石(LDH)进行表面处理,生成无机核、有机壳的核壳结构.在此基础上,主要研究经表面处理和未经表面处理的水滑石对ABS复合材料力学性能、耐热性能、阻燃性能的影响,用SEM和TEM观察了ABS复合材料的冲击断面微观形貌和水滑石的分散情况.结果表明:经表面处理后的水滑石对复合材料力学性能的影响要好于未改性的水滑石;未经处理的水滑石对复合材料维卡软化温度有较大的提高;加入水滑石后,复合材料阻燃性能得到较大提高.     

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。     

纳米纤维素改性相变储能材料的制备与表征

以石蜡为芯材,纳米纤维素(CNFs)改性的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为壁材,采用原位聚合法制备了纳米相变微胶囊。采用红外光谱仪、示差扫描量热仪、热重分析仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)等对产物的性能进行了分析和表征。结果表明,加入质量分数1.5%的CNFs时,CNFs在壁材中分布均匀,制备的石蜡微胶囊相变焓达61.20 J/g,使得微胶囊的包含量从50.1%升高到55.6%,破损率从30.2%下降到24.5%。     

PE/改性水滑石阻燃复合材料的制备及性能研究

采用低相对分子质量聚丁烯(LMPB)对具有阻燃性能的水滑石进行表面包覆改性制备改性水滑石,通过熔融共混法分别制备聚乙烯(PE)/水滑石阻燃复合材料和PE/改性水滑石阻燃复合材料,探讨水滑石及改性水滑石含量对阻燃复合材料的加工性能、力学性能、阻燃性能及微观形貌的影响。结果表明:由于LMPB的增容和增塑作用,改性水滑石在PE基体中的分散良好,且与PE基体的界面黏结作用增强,PE/改性水滑石阻燃复合材料的各项性能均优于PE/水滑石阻燃复合材料。     

有机硅改性PMMA壁材相变储能微胶囊制备与性能

以石蜡作为芯材,以有机硅改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为壁材制备了相变微胶囊(MicroPCMs).采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、差示扫描量热分析、热重分析等方法分析了MicroPCMs的产物成分、表观形貌、储热能力和热稳定性.结果表明,随着含硅聚氨酯预聚体含量的提高,MicroPCMs表面逐渐趋于致密和...     

聚乙二醇/二氧化钛复合相变储能材料的制备

以PEG作为相变材料(PCM)来储存和释放热能,以TiO_2为支撑基体,合成出聚乙二醇分子量为6000的PEG@TiO_2的复合相变储能材料。结果表明成功合成了核壳结构的PEG@TiO_2复合材料。PEG被封装在TiO_2壳中,二者之间为物理相互作用,PEG在TiO_2壳中结晶,在规则的结晶排列上没有明显的TiO_2限制。PEG@TiO_2在熔融和凝固过程中的相变焓分别为153.3 J·g~(-1)和147.0 J·g~(-1),质量分数为91.2 wt%。PEG@TiO_2经历50次加热-冷却循环后,表现出优异的热可靠性。     

PA/PVP定形相变复合材料的制备及表征

棕榈酸(PA)作为一种有机固-液相变材料,具有较高的相变焓、适宜的相变温度、较高的化学稳定性和良好的生物相容性等诸多优点。本文使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K90)作为基体材料,利用静电纺丝法制备出PA/PVP定形相变复合纤维;采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、热分析仪和差示扫描量热等测试手段对该复合纤维的结构和相变性质进行了表征。结果表明,PA/PVP复合纤维的相变焓为87.98 J/g,表现出提高的热稳定性,能够在相变过程保持固态而无液体泄漏。     

油酸改性石墨烯/二硫化钼复合材料润滑添加剂的制备及摩擦学特性

为研究石墨烯基二硫化钼复合材料润滑添加剂对10^#白油（10^# White Oil,10^# WO）的摩擦磨损性能影响。采用水热反应法,以油酸为改性剂,以硫化钠为硫源,制备出油酸改性还原氧化石墨烯/二硫化钼（OA-RGO-MoS₂,ORM）及还原氧化石墨烯/二硫化钼（RGO-MoS₂,RM）复合材料,利用四球长时摩擦磨损试验机考察ORM和RM对10^# WO润滑性能的影响,借助多种现代表征手段分别对两种复合材料和磨痕进行表征分析。研究结果表明：ORM较RM具有更大的层间距、更高的石墨化程度、更好的热稳定性以及更加优异的分散稳定性。两种复合材料均在质量分数为0.2%时体现出最优异的润滑性能,其中,ORM由于经过油酸改性,产生的空间位阻效应使其润滑性能更加突出,最优条件下平均摩擦系数下降了42.2%。摩擦机理分析表明：RM与ORM均可在摩擦过程中通过吸附作用或摩擦化学反应在摩擦表面形成含有铁、氧、钼、碳和硫元素的润滑保护膜,从而起到减摩抗磨的作用。     

相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究

三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2 O)是一种常见的相变材料.选择Na2 HPO4·12H2 O作为成核剂,羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,利用步冷曲线法和差示扫描量热法研究CH3COONa·3H2O相变材料的循环融冻热稳定性;利用FLUENT软件,对CH3 COONa·3H2 O在试管中熔化凝固过程进行数值模拟.结果表明,CH3 COONa·3H2 O相变过程的数值模拟结果与不同实验条件下相变材料熔化凝固过程所需时间能够较好地匹配,说明基于FLUENT软件的相变材料数值模拟方法可以为实际实验提供参考;含有添加剂的CH3 COONa·3H2 O相变材料在循环融冻100次过程中,相变温度稳定在55℃左右,过冷度在1～4℃之间变化,且增稠剂与成核剂有较好的循环融冻热稳定性,利用T-history法估算相变材料的相变潜热值减少15.1％左右.     

脂肪酸/废加气块定形相变储能集料制备及性能

以癸酸-硬脂酸(CA-SA)二元共熔脂肪酸作为相变储能材料,废加气混凝土块为载体,矿渣-水玻璃-石膏复合胶凝剂为封装材料,制备了密封性能良好的相变储能集料,解决了现有产品与建筑主体材料相容性差和使用寿命较低的缺点。通过DSC、FTIR、SEM等测试技术对相变材料及相变储能集料进行表征。结果表明:适宜的癸酸、硬脂酸的质量比为9∶1,其相变温度为26.8℃,相变潜热为96.4J/g;以多孔的废加气块为载体,相变材料吸附率可达60%;采用矿渣-水玻璃-石膏复合封装材料,制成的相变储能集料具有良好的密封性,稳定性能优异。相变集料应用模拟实验结果显示,其储能控温性能良好。     

碳纳米管和纳米铝改性相变微胶囊的制备及特性

采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材、复合纳米铝及羧基化短多壁碳纳米管(CNT)的改性相变微胶囊,测试了无添加剂、只复合纳米铝以及同时复合纳米铝和CNT的相变微胶囊的外观、粒径、过冷度、导热系数以及悬浮液物理稳定性。结果表明,改性微胶囊外观圆润,粒径有所增大,悬浮液48 h不分层;同时复合两种物质使过冷度从12. 7℃降低到5. 3℃,仅比芯材本身过冷度高0. 9℃,基本消除了低温放热峰,使热量几乎全在高温放热峰快速释放,其导热系数提高到0. 87 W/mK,提高了295. 45%。