高分子固-固相变材料的热性能

以活性炭颗粒(ACG)为吸附增强材料,高密度聚乙烯(HDPE)、聚乙二醇(PEG)为相变材料,采用物理共混法制备两种高分子固-固相变材料。利用差示扫描量热仪、导热系数测定仪、高温综合热分析仪对所得相变材料的热性能进行了研究。结果表明:入活性炭颗粒,可提高材料的导热系数和热稳定性。     

一种纤维用新型聚乙二醇固-固相变储能材料

根据固-固相变材料的性质与结构特点,通过分子设计合成出了一种新型的芳香族四羟基化合物——4,4'-二苯基甲烷二异氰酸甘油酯(MTE),同时以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)-MTE为硬段,以聚乙二醇为相变单元和软段,通过原位聚合法制备出了一种聚乙二醇固-固相变储能材料(P-PCM)。利用红外光谱、核磁共振光谱、差示扫描量热法、动态热机械分析法研究了P-PCM的结构、相变行为及热稳定性,表明了P-PCM是一种新型的性能优异的相变材料。由于材料的刚性、可熔融和可溶解性,适合于纤维与织物的加工使用。     

聚双甲基丙烯酸聚乙二醇酯固-固相变储能材料的制备

制备了以聚甲基丙烯酸为骨架、聚乙二醇(PEG)为工作物质的新型高分子固-固相变储能材料。对PEG和几种不同的相变材料分别进行DSC测试,对PEG分子量为4000的相变材料进行非等温DSC测试。结果表明,与纯PEG相比,相变材料的相转变温度降低12.3℃,相变焓降低45 J/g。随着聚乙二醇分子量由2000依次增加为4000,6000,10000,相变材料的相转变温度分别为44.8,52.9,63.8和74.3℃,相变焓分别为142.9,203.2,190.1,231.4 J/g,均有增加的趋势。随着升温速率增加,PEG分子量为4000的PCM的相变温度依次升高,分别为47.4,50.0和53.1℃。     

PG-TAM二元体系固-固相变的贮热性能及相变动力学研究

利用差示扫描量热法(DSC)测试了三羟甲基乙烷(PG)和三羟甲基氨基甲烷(TAM)二元体系的贮热性能包括相转变温度和相变焓.利用步冷曲线法研究相变与时间的关系,从而证明固-固相变符合阿仑尼乌斯方程,计算得到相变反应级数和表观活化能.     

PEG-EG固-固相变材料的制备和性能研究

针对固-液相变材料易泄漏和热导率较低的问题,提出了聚乙二醇(PEG)固-固相变的复合材料。复合材料由不同比例、热导率较大的膨胀石墨(EG)骨架与PEG化学枝接得到。研究结果表明,EG质量分数为10%时,复合相变材料仍存在泄漏现象,而EG质量分数为20%、30%时不再有泄漏现象,复合材料表现为固-固相变。另外,复合材料的热导率随EG含量的增加而增大,其中EG质量分数为30%时,复合材料的热导率最高,为8.031 W·m^-1·K^-1,是纯相变材料热导率(0.289 W·m^-1·K^-1)的27.79倍。经历50次循环后,所有复合相变材料的相变温度和相变焓均未有明显变化,证明其具有良好的热稳定性。考虑综合性能,EG的质量分数为20%时,复合相变材料性能最佳,定形效果良好,相变焓(138.30 J·g^-1)和结晶度(88.6%)较高,热导率也可以达到6.870 W·m^-1·K^-1。     

道路用聚氨酯固-固相变材料的合成及性能研究

为改善传统路用固-液相变材料对沥青路面的影响,发挥相变材料优越的潜热储能特性,主动调控沥青路面温度状况,减轻公路沥青路面温度病害.以多元醇A为软段,异氰酸酯B及扩链剂C为硬段,采用预聚体法合成65％～90％软段含量不等的聚氨酯固-固相变储能材料(PUPCMs).借助红外光谱分析仪(FTIR)、热重分析仪(TG)及差示扫描量热仪(DSC),分析研究PUPCMs的结构特征、热稳定性及储热特性.针对道路沥青路面环境温度特点,对比PUPCMs的储热能力,推荐适用于公路沥青路面的PUPCMs.结果表明,PUPCMs由于其特殊的嵌段结构,硬段对软段起到束缚作用,材料在相变过程中由宏观固态转变为无定形固态,解决传统固-液相变材料泄露问题的同时发挥潜热作用,具有良好的热稳定性及储热能力;在模拟道路沥青路面最不利条件时发现PUPCMs的结构特性、热稳定性及储热性能均满足道路用相变材料的使用要求.同时,通过改变软段分子量与含量可以得到不同相变潜热、相变温度及热稳定性的材料.考虑到沥青混合料的实际应用状况,根据材料的相变焓值与相变温度区间,推荐选用6000-70％-PUPCMs掺入沥青中制备相变沥青,作为后续主要研究对象.     

有机固-固相变储能材料的研究进展

对近年来国内外兴起的有机固-固相变储能材料进行了综述,根据改性方法的不同有机固-固相变储能材料被分为两大类即物理共混类复合相变储能材料和化学改性类复合相变储能材料,分别对两种相变材料的性能、储能机理、优缺点等方面进行了阐述比较,并对其应用和发展前景进行了探讨与展望。     

PEG/活性炭相变材料对沥青熔点的影响

利用PEG/活性炭固-固相变材料对沥青进行改性,制备出相变材料改性沥青,用热机械分析(TMA)测定改性沥青的熔点。结果表明,PEG/活性炭固-固相变材料可以有效地改善沥青的熔点,随着相变材料的加入量的增大,改性沥青的熔点明显升高     

固-固相变储热材料的研究进展

与固-液相变材料相比,固-固相变材料（SS-PCMs）受到的关注较少;鉴于SS-PCMs具有储能密度高、无毒且腐蚀性小、相变时无液体产生且体积变化较小、不易发生相分离以及过冷度小等优点,因而是一类具有发展潜力的相变材料。本文基于SS-PCMs的研究现状,对近年来几类重要SS-PCMs如多元醇SS-PCMs、高分子类SS-PCMs及无机盐类SS-PCMs的研究进展进行了综述。简要阐述了SS-PCMs的分类以及各类SS-PCMs的性能、相变储热机制和优缺点。同时介绍了选择固-固相变材料应用时的基本原则,并针对相变材料热导率低,过冷度大、稳定性差等问题的改性研究进行了综述,还简要综述了SS-PCMs的应用研究。最后指出,未来的研究应着眼于解决已合成SS-PCMs的缺陷,开发多功能的SS-PCMs,并在SS-PCMs的实际应用方面实现突破。     

高分子固-固相变储能材料的研究与应用

综述了各类高分子固-固相变储能材料的性能、储能机理及其优缺点,介绍了此类材料的各种应用, 并对其发展前景做了探讨和展望。高分子固-固相变储能材料具有储能密度大,相变温度恒定,体积变化小,相变过程无液体泄漏等诸多优点,已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。     

蓄热、调温微胶囊相变材料的制备及其表征

以相变材料为芯材,以脲醛树脂为囊材,通过原位聚合法制备出具有蓄热、调温功能的微胶囊相变材料。采用DSC差热分析测定出微胶囊相变材料的相变温度和相变焓,并通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析(FTIR)等手段对这种材料进行了表征。     

石蜡相变微胶囊的制备及相变性能研究

以石蜡为芯材,蜜胺树脂(MF)为壁材,采用原位聚合法制备了石蜡相变微胶囊。分别采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对微胶囊的结构、性能和形貌进行了分析和表征,讨论了甲醛与三聚氰胺的摩尔比对微胶囊相变性能和形貌的影响。结果表明,n(甲醛)/n(三聚氰胺)>4时,微胶囊之间发生粘结,出现了团聚现象;微胶囊的相变温度略高于芯材石蜡,随着n(甲醛)/n(三聚氰胺)增加,微胶囊的相变潜热降低。     

纳米 SiO2改性石蜡相变微胶囊涂料的制备及性能表征

相变微胶囊在能源节约方面可以起到重要作用。以石蜡为芯材,三聚氰胺树脂为壳材,并使用纳米 SiO2作为改性剂,采用原位聚合法制备相变微胶囊。研究了纳米 SiO2用量对微胶囊性能的影响。通过差示扫描量热仪（ DSC）、扫描电子显微镜（ SEM）以及同步热分析仪（ TGA）等对相变微胶囊的相变特性、表面形貌、热稳定性以及包裹率等进行了测试表征。结果表明：纳米 SiO2用量为 5%的改性相变微胶囊有最大的相变潜热和包裹率,分别为 145. 7 kJ/kg和 81. 8%,微胶囊的相变温度为 29. 1 ℃,粒径约 60 μm。将改性相变微胶囊作为添加剂加入涂料中,随着添加量的增加,复合涂料的储放热性能依次增强。相变微胶囊用量为 30%的复合涂料与未添加微胶囊的涂料相比较,当温度从 15 ℃左右升温至 31 ℃所需时间增加了 12 min左右,温度从 38 ℃左右降温至 20 ℃所需时间增加了 6 min左右。     

硫酸钠/氧化硅复合定形相变材料的溶胶凝胶法制备和表征简

A sodium sulfate （NaeSO4）/silica （SiO2） composite was prepared as a shape-stabilized solid-liquid phase change material by a sol-gel procedure using Na2SiO3 as the silica source. Na2SO4 in the composite acts as a latent heat storage substance for solid-liquid phase change, while SiO2 acts as a support material to provide structural strength and prevent leakage of melted NazSO4. The microstructure and composition of the prepared composite were characterized by the N2 adsorption, transmission electron microscope （TEM）, scanning electron microscope （SEM）, Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR） and X-ray diffraction. The results show that the prepared Na2SOJSiO2 composite is a nanostructured hybrid of NazSO4 and SiO2 without new substances produced during the phase change. The macroscopic shape of the NazSO4/SiO2 composite after the melting and freezing cycles does not change and there is no leakage of Na2SO4. Determined by differential scanning calorimeter （DSC） analysis, the values of phase change latent heat of melting and freezing of the prepared NazSO4/SiO2 （50%, by mass） composite are 82.3 kJ.kg i and 83.7 kJ.kg-1, and temperatures of melting and freezing are 886.0 ℃ and 880.6 ℃, respectively. Furthermore, the Na2SOJSiO2 composite maintains good thermal energy storage and release ability even after 100 cycles of melting and freezing. The satisfactory thermal storage performance renders this composite a versatile tool for high-temperature thermal energy storage.     

相变石蜡微胶囊的制备及表征

采用分散聚合法,二乙烯苯为交联剂,制备了石蜡/P（MMA-co-MAA）相变储能微胶囊.采用光学显微镜,扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）对其进行表征.实验结果表明：微胶囊呈球形,平均粒径为4.2um,几乎没有粘结,其相变温度为27.24℃,相变潜热为81.53J/g,芯材含量达到72.6％,同时具有良好的热稳定性.     

Phase change material with flexible crosslinking for thermal energy storage

The utilization of renewable energy through phase change materials (PCMs) is particularly attractive for the realization of sustainable society. Herein, a flexible but reliable solid–solid PCM was successfully synthesized by the integration of quadruple H-bonding crosslinks with polyethylene glycol (PEG)-based polyurethanes. The strong quadruple H-bonding from the dimerization of 2-ureido-4 [1H]-pyrimidinone (UPy) units could act as dynamic cross-links to maintain shape stability. PEG chains in flexible polymer network serve as phase change ingredients, affording thermal energy storage capacity. The physical crosslink density and phase change enthalpy can be adjusted. In contrast to chemical crosslinks, the physical crosslinks of UPy provide reprocessability of the prepared PCMs and show little hindrance on the crystallization of PEG chains. The chemical structure, phase transformation, crystallization, and thermal properties of prepared PCMs were characterized by fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction, polarizing microscope, and thermogravimetric analysis. DSC analysis shows that the prepared PCM can store 101.9 J g⁻¹ when PCMs undergo phase change process. Moreover, the accelerated thermal cycling test and leakage test are also conducted to illustrate the thermal reliability and shape-stable properties. These PCMs that possess high phase change enthalpy and outstanding reprocessability are alternative for solar energy collection and waste heat recovery. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48497.     

石蜡/膨胀石墨定形相变材料的性能

以石蜡为相变材料,利用膨胀石墨多孔网络结构,通过物理吸附法制备出石蜡/膨胀石墨复合相变材料,并通过模压法制成定形相变材料板块。采用差示扫描量热分析仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)和Hot Disk 热常数分析仪等对复合相变材料进行了结构和性能的表征与测量,建立了冷/热循环实验系统以分析材料的蓄/放热性能等。结果表明:石蜡质量分数为80%的定形相变材料相变温度为27.27℃,相变焓为156.6 kJ·kg^-1。制备的定形相变材料具有相变过程形状稳定、热导率高、储热密度大等特点,并具有良好的稳定性和较长的使用寿命。     

相变微胶囊在聚丙烯纤维中的应用

介绍了相变调温聚丙烯纤维的生产工艺,重点研究了相变材料的加入量对相变调温聚丙烯纤维可纺性及其调温性能的影响。通过DSC测试对纤维的热性能进行了研究,并对相变调温纤维的应用前景进行了展望。     

纳米技术在相变储热材料中的应用

结合纳米颗粒的特殊尺寸效应,把纳米技术运用到相变储热材料的制备和改进中,可获得纳米流体、纳米胶囊和复合纳米相变材料等一系列性能优异的纳米相变储热材料。新型的纳米相变材料逐渐被利用到生产和生活的各个储热领域,引领着相变储热技术的发展方向。本文综述了纳米相变材料的研究进展,介绍了纳米相变材料的应用,展望了纳米相变材料的未来发展方向。     

石蜡－密胺树脂微胶囊相变材料制备与表征

研究中采用了正十八烷石蜡相变材料（ PCM）芯材,密胺树脂作为囊壁材料,用原位聚合法制备成微胶囊材料。通过改变芯材和囊壁材料的质量比,探讨了微胶囊制备过程中O／W乳化液的相稳定性,并采用SEM, FT－IR,粒度分析仪和DSC对微胶囊的形态及性能进行表征。结果表明芯材增大O／W乳化液的相稳定性下降,微胶囊数量平均粒径和体积平均粒径均减小,当芯材和囊壁材料的质量比（ Core／Shell）为1．5：1时,微胶囊表面光滑致密,平均粒径为3．6μm,相变焓为98．6 MJ／mg。