聚乙二醇复合相变材料的研究进展

综述了以聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)为工作物质的复合相变材料的研究进展,重点介绍了聚乙二醇的热物性参数、聚乙二醇复合相变材料的类别、制备方法及研究现状,分析了聚乙二醇复合相变材料研究和应用中存在的问题及发展前景。     

PEG/陶粒相变颗粒的制备及诸热性能研究

采用真空浸入法将聚乙二醇(PEG)吸附于多孔陶粒后,采用环氧进行包封,制得PEG/陶粒定形相变颗粒.使用DSC/TG、FTIR、高温烘烤及水浴试验等手段对PEG/陶粒相变颗粒的储热性能、相容性、定形效果及降温效果进行表征,结果表明:PEG/陶粒相变颗粒的相变焓约72.8J/g,相变开始点约50.4℃;PEG与多孔陶粒之间为物理吸附作用,具有较好的相容性,能够保证复合物中的PEG发挥相变特性;190℃下PEG/陶粒相变颗粒不泄漏,具有良好的定形效果;水浴测温表明,6.2％PEG掺量的相变陶粒试件降温在6.8℃左右,持续约4.5h.     

凝胶化条件对定型相变材料热性能的影响

根据溶胶凝胶化原理,从热力学不稳定与反离子聚沉角度出发,分别采用温度促凝法与反离子促凝法制备了PEG(聚乙二醇)/SiO2(二氧化硅)定型相变材料(SS-PCMs)。运用差示扫描量热、X射线衍射与红外光谱分析对比研究了凝胶化条件对SS-PCMs相变焓与相变峰温的影响。结果表明,温度促凝法制备的PEG/SiO2SS-PCMs相变焓为36.1~128.4J/g,较相同质量比例的纯PEG低,相变峰温也稍有降低;PEG/SiO2SS-PCMs中PEG与SiO2仅为物理作用,PEG相变行为主要受SiO2内外界面的牵制作用与微孔结构的空间位阻作用的影响。反离子促凝法制备的Ca-PEG/SiO2SS-PCMs相变焓为32.6~91.5 J/g,相变焓损失率高,但相变峰温较纯PEG有所升高;Ca-PEG/SiO2SS-PCMs中,PEG相变行为除了受限于SiO2的物理作用,PEG中C-O-C键的氧亦给出孤对电子与Ca2+形成配位键,改变PEG分子构象与结晶结构,导致相变焓损失严重。即凝胶化条件决定了SS-PCMs组分间相互作用方式,从而影响着PEG/SiO2定型相变材料的热性能。经对比分析,温度促凝法较反离子(CaCl2)促凝法更适合制备PEG/SiO2SS-PCMs。