PEG/SiO2定形相变材料在沥青及水泥环境中应用的可行性

以聚乙二醇/二氧化硅(PEG/SiO2)定形相变材料与沥青、水泥为原料,采用物理共混法制备出沥青或水泥复合定形相变材料.利用综合热分析仪(TG-DSC)测试复合相变材料的储热性能及热稳定性,通过FT-IR对复合相变材料的兼容性进行了表征,探讨PEG/SiO2定形相变材料在沥青、水泥环境中应用的可行性.试验表明,复合定形相变材料具有较高的相变焓,良好的热稳定性和兼容性.将PEG/SiO2定形相变材料应用于公路工程中,可实现太阳能量转换与储存,主动调节路面的使用温度,并在高温条件下可有效降低路表温度,减少温度对路面的病害,缓解城市热岛效应,改善人居环境,其应用前景广阔.     

相变储能石膏板制备和性能的研究

采用十酸和十二酸作为相变材料,与二氧化硅复合制备相变蓄热复合材料。选取石膏板为基体,并采用直接加入法制备相变储能石膏板。测试结果表明,随着相变蓄热复合材料掺量的增加,相变石膏板的抗压强度逐渐降低;当相变蓄热复合材料掺量为15%时,相变石膏板的抗压强度为1.25 MPa;对其进行DSC分析,其相变温度为20.27℃,相变焓为9.52 J/g,具有合适的相变温度和较好的储热性能。     

一种相变调温砂浆的实验研究

本文以饱和脂肪酸为原料,采用温度曲线法制备了一种相变温度为19-26℃区间段的复合相变材料,并将其以膨胀珍珠岩为载体,用骨胶系封装材料对其进行了封装,最后将封装好的复合相变材料与砂浆结合制备了相变砂浆,并测试了其比热容,评价了相变砂浆的调温功能。结果显示：自制的复合相变材料的相变温度为19.1-26.3℃的温度区间段,其相变潜热为150kJ/kg,经封装材料封装后的复合相变材料的渗漏情况得到了根本性的解决。相变砂浆的相变温度范围仍然介于19~26℃温度区间段,其比热容较大,是普通砂浆的2倍,与普通砂浆相比,相变砂浆的调温性能较好。     

复合相变蓄热材料太阳能通风井性能

针对太阳能通风井道蓄热单元的技术需求,制备了复合相变蓄热材料,并将其应用于通风井壁,建立了基于复合相变蓄热材料的太阳能通风井测试系统,并测试了其运行性能。结果表明:添加5%碳纳米管制备的复合相变材料,其导热系数为0.65 W/m·K,是添加前的2.03倍,相变潜热为107J/g,是添加前的0.718倍。应用上述材料的太阳能通风井测试系统在10:00—21:00时段通风量为55.0~103.9m~3/h,其中在17:00风速和风量达到最大,为良好的自然通风提供了保障。     

三水醋酸钠基复合相变材料导热能力强化研究

在三水醋酸钠基复合相变材料中添加导热强化剂铜粉、碳粉和膨胀石墨,研究导热强化剂对复合相变材料导热性能的影响.利用示差扫描量热仪测量膨胀石墨添加前后复合相变材料的热特性.结果表明：膨胀石墨能与三水醋酸钠基复合相变材料很好共融,并对复合相变材料的导热有显著的强化效果.膨胀石墨掺量为10%(体积分数)时,三水醋酸钠基复合相变材料相变焓为307.762kJ/kg,与未添加膨胀石墨复合相变材料相变焓相比减少不到2%,而导热系数却提高了2倍.     

蓄能保温砖的制备和保温性能实验

基材砖体以粉煤灰和硅酸钠为主要原料制备,砖体内部填充定量的水合盐相变储能包覆材料后,制备了一种新型复合储能建材——粉煤灰胶体保温蓄能砖(PCM砖)。对该砖体进行了48h的仿真环境热学性能试验,与普通红砖进行了对比,试验结果表明,由于储能的作用,PCM砖起到了调节温度热波动的作用。热流的波动幅度被削弱,作用的时间被推后,将温度变化维持在较小的范围内,可作为保温墙体材料进行应用。     

几种有机二元相变材料的热物性实验研究

本文把十酸和十四酸按四种不同比例进行复合,并对四种二元相变材料进行了一系列的实验研究。通过DSC测试,最终得到了四种二元相变材料以及两种纯物质的相变温度和焓值。实验数据显示,二元相变材料中十酸与十四酸质量比为3:1时相变温度最低,为20.0℃;质量比为1:1时相变温度最高,为26.7℃。相变焓值在130~190J/g之间。     

三水醋酸钠复合相变材料的制备与性能

本文以2wt%十二水磷酸氢二钠(DSP)为成核剂、2 wt%羟乙基纤维素(HEC)为增稠剂、1wt%纳米二氧化硅为稳定剂,采用熔融共混法制备了含10 wt%额外水的三水醋酸钠复合相变材料。利用水热法并对材料的蓄热性能进行了测试。通过熔融—固化循环与步冷曲线,系统性地研究了三水醋酸钠相变复合材料在循环过程中的相变结晶稳定性。实验表明,复合材料的相变潜热高达232.91 k J/kg,材料在200次循环过程中过冷度始终保持在1.68~6.75℃,相变平台温度保持在56.07~57.94℃。同时,X射线衍射分析证实,循环实验结束后样品中未出现三水醋酸钠的相分离产物(无水醋酸钠),该材料的循环稳定性良好。     

相变储能材料的制备及其在石膏基体中的应用研究

制备有机-无机复合壁材微胶囊相变储能材料,并与石膏掺混制备相变储能石膏复合材料。研究了不同壁材结构微胶囊和相变储能石膏复合材料的理化性质。结果表明,复合壁材微胶囊相变储能材料中,微胶囊壁材以无机硅为主,兼有少量有机硅组分,可有效防止壁材开裂且提高微胶囊包覆率;复合壁材微胶囊相变储能材料的相变温度和潜热分别为24.57℃和122.8 J/g,粒径为0.5~1.0μm;掺加微胶囊后,由于石膏结晶状态改变,石膏基体凝结时间延长且强度降低,当掺量达到10%时,相变储能石膏复合材料的潜热为16.1 J/g,具备一定的蓄热调温能力。     

用于墙体建筑节能的复合相变材料的试验研究

以石蜡、膨润土为原料,制备了石蜡/膨润土复合相变材料。利用金相显微镜和差示扫描量热仪分别对其微观形貌和热性能进行了观察和表征。试验结果表明,当膨润土与石蜡的质量比为2:1,搅拌速度为3000r/min时,制备的复合相变材料体系均匀、稳定,具有良好的热物理性能。     

相变储能抹灰石膏的研制

以脱硫石膏、相变材料为主要原料,添加适量的保水剂、缓凝剂和粘结剂,研究相变材料不同掺量对抹灰石膏主要力学性能和热工参数的影响,确定相变材料的最佳掺量。在原料最佳配比确定的基础上,制备相变储能抹灰石膏,并对其性能进行测试。结果表明:相变储能抹灰石膏的各项性能指标均符合GB/T 28627-2012《抹灰石膏》的要求,同时还具有一定的储能功能。     

建筑围护结构用蓄热复合相变材料研究

采用无机多孔材料作为载体吸附脂肪酸相变材料,制备蓄热复合相变材料。该材料以骨料的形式可方便地掺入建筑围护结构中,用于夏热冬冷地区的节能建筑。采用月桂酸和肉豆蔻酸的低共熔物作相变材料,膨胀珍珠岩作载体,吸附后通过水泥包裹予以密封。利用控温比对试验进行性能表征与测试,并通过热工计算,评价了掺该材料后墙体的节能效果。结果表明：相变材料能 有效地密封在载体中,100mmEPS保温砂浆墙体中掺入1kg/m2该蓄热复合相变材料,可以达到240mm墙体的隔热效果。     

粉煤灰基高温复合相变蓄热材料的制备

复合相变蓄热材料目前广泛应用在太阳能和工业余热的回收方面,可解决在时间、空间上能源分配的失调,成为高温相变蓄热材料的最主要研究方向之一。我们以大同二电厂的垃圾粉煤灰为基体材料,预处理后与相变材料铝粉一起采用混合烧结法制出铝粉/粉煤灰基高温复合相变蓄热材料。采用XRD,SEM等测试分析技术对材料的组织结构与热物性能进行表征,结果表明,粉煤灰基复合相变蓄热材料成品各组分分布较均匀,具有十分优良的成形性和烧结性。     

CA-MA/白炭黑相变储能砂浆的性能研究

以癸酸(CA)-肉豆蔻酸(MA)为储能基元材料,以白炭黑为中间体,采用真空吸附法制备CA-MA/白炭黑相变定形材料。实验按照水泥∶砂=1∶2的比例混合,同时为了增加热导率添加CA-MA/白炭黑定形相变储能材料的4%,并添加膨胀石墨防止相变材料的泄漏。测试砂浆的表观密度、抗压强度、热学性能,评价砂浆的相变储能效果,结果表示所制备的砂浆满足相变储能砂浆的要求。     

相变储能材料研究进展

综述相变材料分类(有机、无机、复合相变材料)及其优缺点。无机相变材料存在过冷及相分离现象,通过添加成核剂及增稠剂来消除;有机相变材料固体成型好、无毒,但热导率低;复合相变材料主要包括有机-有机、有机-无机、无机-无机复合相变材料,其融合了有机、无机相变材料的优点,成为当前应用较多的相变材料,未来可将研发重点放在制备热性能更稳定、储热密度更高、相变潜热更大且无过冷及相分离的复合相变材料,逐渐替代单一有机、无机相变材料。为了提高有机相变材料的热导率,通过添加高热导率纳米颗粒、膨胀石墨、金属泡沫、膨胀珍珠岩以及通过封装相变材料等方式来提高相变材料热导率,增加储热速率,结果表明,添加高热导率材料,可提高相变材料热导率,且热稳定性及热可靠性也较好,未来可重点研发分散性及相容性较好的特制高分子材料,替代传统高热导率材料,通过添加一种材料就可达到多种提升效果。     

基于十酸的复合玻璃的光学性能研究

固液相变材料(PCM)填充在中空玻璃夹层可以提高玻璃围护的热惰性,改善玻璃的冬季保温或夏季隔热性能。针对应用于夏热地区的添加PCM的中空玻璃,在PCM中添加红外反射材料以避免PCM吸热融化后产生的过热现象。对PCM为十酸并添加不同百分比氧化钛的复合玻璃的光学性能进行测试,测试结果表明,氧化钛添加比例为5%以上时,反射率改变较为明显,但当氧化钛添加比例达到20%、30%时,复合玻璃的透射率较低。     

脂肪酸/无机纳米颗粒基定形相变材料的制备与热性能

以工业水玻璃为纳米SiO2前驱物,以癸酸(CA)和月桂酸(LA)二元低共熔酸为相变芯材,在表面活性剂的参与下,采用溶胶-凝胶法一步制备出纳米级复合定形相变蓄热材料.利用透射电子显微镜,扫描电子显微镜,傅里叶红外光谱仪,方差扫描量热法和热重分析等测试技术对此定形相变蓄热材料的结构和性能进行分析,并采用瞬态热线法测量了其导热系数.结果表明:相变芯材在吸热熔化后不会产生流动和渗漏;复合相变材料中脂肪酸含量(质量分数)为46％,具有良好的相变蓄热性能(相变温度19.57℃,相变潜热71.28 J/g)和热稳定性;复合相变材料导热系数为0.178 W/(m·K),可作为一种良好的隔热、保温建筑材料.     

相变储能型粉刷石膏的配方研究

采用正交设计方法,研究了不同因素对相变储能型粉刷石膏性能的影响,通过筛选石膏基材与相变材料的较好适应品种,确定相变储能型粉刷石膏的配方,并对优化配方后的相变储能材料进行了试验.试验结果表明,相变材料的掺量对相变储能型粉刷石膏的抗折、抗压强度影响显著,制备的相变储能型粉刷石膏凝结时间、可操作性及保水率等均符合JC/T 517-2004的要求,蓄热系数和导热系数均满足研究指标要求,强度优于传统保温砂浆.     

纳米石墨改性二元石蜡/陶粒复合相变材料制备与热性能研究

工业级高潜热相变石蜡存在高熔点、低导热和易泄漏的问题。为此本文采用熔融共混法和真空吸附法制成熔点为25～50℃的新型二元石蜡/陶粒复合相变材料,并对其进行了纳米石墨的改性研究,采用温度记录仪、DSC、XRD、SEM等手段对相变材料的热物性和微观结构进行测试分析。结果表明：当固体石蜡质量分数为50%,二元石蜡有最低相变温度25.5℃,相变潜热为97.66 J/g,是1种良好的低成本相变储能材料。掺入1%的纳米石墨时,样品的导热性增强,储放热速率加快。当改性二元石蜡与陶粒质量比为3∶7时复合相变材料表现出良好的热稳定性。苯丙乳液+氮化铝对复合相变材料进行二次封装,有效的减少其泄漏,经历了(-10)～60℃500次加热/冷却循环后,样品仍具有良好的传热储热性能,表明纳米石墨改性二元石蜡/陶粒定型效果较好,减少能源消耗,运用到日光温室与建筑领域有很大的意义。     

多层包覆复合型填料制备及其在水性涂料中应用研究

依次用过渡金属氧化物(三氧化二铁、氧化铜、二氧化锰)、二氧化硅、二氧化钛为原料,对硅藻土进行多层复合包覆改性,制备出具有复合隔热功能的填料,XRD和SEM分析表明,包覆结构完整.以该复合隔热功能材料为填料、以水性丙烯酸乳液为基料制备水性涂料,得到具有复合隔热功能的建筑涂料,该隔热涂料施工方便、隔热性能良好.