制备工艺对SA/ATTP复合储热材料结构和性能的影响

以硬脂酸为相变材料,以甘肃临泽工业级凹凸棒石为载体,采用热熔法和溶液浸渍法制备了2种硬脂酸/凹凸棒石复合相变储热材料,采用FTIR、XRD、DSC和SEM等手段进行了结构表征和性能测试。结构分析结果表明制备方法对材料的结构和形貌不会产生影响,2种材料具有相似的形貌和结构,SA分别以38.64%和29.13%的比例以物理作用吸附于ATTP表面。性能分析结果表明热熔法和浸渍法制备的复合储热材料其相变温度峰值分别为57.3℃和55.2℃,相变潜热分别为68.71J/g和51.79J/g,均具有较好的储热能力和化学稳定性,且储热能力和SA在ATTP表面的吸附率成正比,但热循环实验表明浸渍法制备的复合材料的热稳定性较差。结合储热性能、储热稳定性和化学稳定性的研究,证明熔融法更适合于制备建筑智能调温和建筑节能相变复合材料。     

硬脂酸-月桂酸二元复合相变材料

以硬脂酸(SA)、月桂酸(LA)为原料,通过熔融共混法制备了二元脂肪酸相变材料。采用红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)及温度记录仪分别表征了共混相变材料的结构、结晶形态、相变温度和焓值以及保温性能。FTIR表明共混相变材料中硬脂酸与月桂酸通过分子间作用力结合在一起;POM表明SA与LA在共混物中形成共晶结构,且随SA/LA质量配比的减小,结晶半径减小;DSC表明共混相变材料的结晶焓达到200J/g,随SA/LA质量配比的减小结晶温度先降低后升高,表现出低共熔物特征;步冷曲线表明,随SA/LA质量配比的减小,平台温度先降低后升高,且当SA/LA质量比为1/2时,温度平台为30.9℃,保温时间为25min,约为纯硬脂酸或月桂酸保温时间的2倍。     

纳米二氧化钛粒子对聚乳酸非等温结晶过程的影响

首先采用溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛粒子(TiO2),然后采用溶液共混的方法将纳米TiO2粒子与聚乳酸(PLA)共混,在平整的玻璃皿上流延,待溶剂挥发后形成TiO2/PLA材料。采用同步差示扫描量热法(DSC)对样品的非等温结晶过程进行测试分析,采用Jeziorny方法和莫志深方程确定非等温结晶动力学参数。结果表明:样品TiO2/PLA在非等温结晶初期的n值与PLA相比有所减小,说明纳米TiO2粒子的加入,使PLA非等温结晶过程的成核机理与晶体生长方式发生改变;同时,纳米TiO2粒子对基体PLA的非等温结晶过程起到抑制作用。     

尼龙6/11共聚物的非等温结晶动力学研究

以尼龙11预聚物和尼龙6预聚物为原料,采用熔融聚合的方法制备了尼龙6/11共聚物.利用差示量热扫描热分析仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)研究了尼龙6/11共聚物的非等温结晶过程,用经Jeziorny修正的Avrami方程对其非等温结晶动力学进行了研究,计算并得到非等温结晶动力学参数.结果表明:该方程适合于处理尼龙6/11共聚物的非等温结晶过程.在尼龙6/11共聚物非等温结晶过程中,在其初期结晶阶段可能同时包含了均相成核和异相成核,在二次结晶阶段结晶生长可能是一维生长;此外,还利用Kissinger方法求得尼龙6/11共聚物非等温结晶的结晶活化能为-201.76 kJ/mol.     

有机相变储热复合材料的储/放热性能研究

以高孔隙率泡沫石墨材料作为骨架在真空环境下吸附石蜡,制备而成新型有机相变储热复合材料。利用HotDisk热常数分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了其热性能,结果证明复合材料的导热能力得到了极大强化。对分别填充了复合材料和纯石蜡的以水作为热媒的储热槽进行了实验研究,重点考察了两者在储热和放热过程中的温度均匀性、储能速率及泡沫石墨对石蜡相变的影响,同时就泡沫石墨的孔隙率大小对复合材料导热性能和储能速率的影响规律进行了对比分析。研究表明,复合材料的相变温度区间基本不变,导热性能提高了21倍,相变时间缩短了56%以上,相变界面移动加快,储热槽的储热、放热性能和储能密度有了很大提高;不同孔隙率会影响复合材料的导热系数、储能速率和储能容量,在提高储能速率和保证储能容量两者之间,选择孔隙率为91%的泡沫石墨作为复合材料骨架应是一最佳值。     

透闪石/尼龙1010复合材料等温结晶动力学研究

将经过表面修饰的透闪石与尼龙1010按一定比例共混制成复合材料,采用差示扫描量热法(DSC)研究了该复合材料的等温结晶行为,并应用Avrami方程对其进行了等温结晶动力学分析。结果表明:透闪石对尼龙1010结晶起到了异相成核的作用,尼龙1010的结晶速率随透闪石的含量的增加而提高,Avrami指数n略有降低。对尼龙1010及其复合材料样品结晶活化能的计算表明,后者高于前者,结晶速度对温度的敏感性增加。     

SiO_2气凝胶改性再生聚酯非等温结晶动力学研究

废旧聚酯纺织品与SiO_2气凝胶经原位共混并液相增黏后得到改性再生聚酯,利用差示扫描量热法(DSC)对SiO_2气凝胶改性后的再生聚酯进行非等温结晶及其动力学研究。结果表明:SiO_2气凝胶改性样品的结晶温度低于常规再生聚酯的结晶温度,并随SiO_2气凝胶添加量增加而增加;所有样品相对结晶度-结晶时间(C_t-t)曲线斜率均随降温速率增加而增大,而半结晶时间(t_(1/2))减小;SiO_2气凝胶改性样品结晶速率小于常规再生聚酯样品,随SiO_2气凝胶添加量的增加,样品的t_(1/2)呈现减小趋势;Mo方程能够描述本实验体系的非等温结晶过程;相较于常规再生聚酯样品,SiO_2气凝胶改性再生聚酯样品在特定时间内达到所需相对结晶度需要的降温速率增加幅度更大。     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明：不同位置的LiCl都会出现恒温＂平台＂,其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。     

钾明矾/膨胀石墨定形复合相变材料储热性能研究

选用十二水硫酸铝钾(钾明矾)为相变材料,采用化学改性后的膨胀石墨为支撑材料,利用"熔融共混-凝固定形"法制备了定型复合相变材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热分析仪(DSC)和热重分析仪(TGA)分别研究了样品的微观形貌、相变焓及其熔化过程。改性膨胀石墨质量分数为20%的样品能够均匀吸附大量相变材料。DSC分析结果表明,其熔点和熔融焓分别为84.39 ℃和473.52 kJ/kg。经过50次的充放热循环测试,改性膨胀石墨质量分数为20%的样品的熔融焓仅下降7.48%。改性膨胀石墨与钾明矾具有良好的相容性。充放热测试表明,该复合相变材料具有良好的循环稳定性,是一种性能优良的相变热储存材料,在建筑物节能领域和太阳能热利用中具有广阔的应用前景。     

聚乙二醇单甲醚固-固相变材料的合成与性能测试

为得到相变温度较低,相变焓较高的相变材料,以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、新戊二醇(NPG)为硬段,合成聚氨酯固-固相变储能材料.利用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、红外光谱(IR)、偏光显微镜(POM)分析了材料的形态结构和相变行为.结果表明:所制备的相变材料具有良好的固-固相变储热性能,相变焓达到146.6 J/g,相变温度为43.92℃,且具有很好的热稳定性.相过程的变实质是相变材料中的软段MPEG在结晶态与为非晶态之间相互转化的过程.     

Multiple structure graphite stabilized stearic acid as composite phase change materials for thermal energy storage

This paper used 3 types of graphite with different physical structures as the porous matrix to prepare composite phase change materials (PCMs), and investigated their photo-thermal conversion performance and application in battery thermal management. Multiple structure graphite minerals, including microcrystalline graphite (MG), scale graphite (SG), and expanded graphite (EG) were used as porous matrix, while stearic acid (SA) acts as the phase change material. The vacuum impregnation method was applied to prepare SA/MG, SA/SG, SA/EG, and SA/MG1, and SA/EG1was/were prepared by the ethyl alcohol method. Results show that the thermal conductivities of all composite phase change materials were 10.82 to 22.06 times higher than that of the pure SA. Thermogravimetric (TG) analysis showed that the loadages of SA were 43.61%, 18.74%, and 92.66% for SA/MG, SA/SG, and SA/EG respectively. The load rates of SA were 18.98% and 18.88% for SA/MG1 and SA/EG1, respectively. For the 3 types of graphite materials of different dimensions, the BET (Brunauer, Emmett, and Teller) surface area determines the maximum load of SA. The Fourier-transform infrared (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) results indicated that there was good compatibility between the SA and the supports. The SA/EG1 has better thermophysical properties in heat energy storage and release process. The thermal infrared images show that SA/EG1 has higher sensitivity to the temperature changes. SA/EG1 has better photo-heat conversion performance than SA/SG and SA/MG1 attributed to the multilayer structure of EG. SA/EG has better thermal management performance in the Li-ion batteries discharge process.     

P(PEGA-HAM)/PEG与PP共混蓄热调温纤维的制备及其性能

以P(PEGA-HAM)/PEG固-固相变粒子为相变材料(PCM)、以PP-g-PEGA为增容剂与成纤聚合物(PP)按不同比例混合,通过熔融纺丝工艺制备不同相变材料含量的蓄热调温纤维。IR测试分析确定了固-固型相变粒子的化学结构以及三元共混体系的化学组成;通过DSC、纤维强力仪以及SEM表征了蓄热纤维的热性能、力学性能以及外观形态;利用XRD和毛细管流变仪表征了三元共混体系的结晶性能和流变性能。结果表明,当PCM为12%、PP-g-PEGA为3%时,调温纤维的相变焓为12.17J/g,断裂强度为4.86cN/dtex,纤维表面光滑完整;P(PEGA-HAM)/PEG含量的增多破坏了PP基体中α晶的形成,使得PP的结晶度降低,三元共混体系的剪切黏度随着PCM的增多呈现先减小后增大的流变行为,剪切黏度随着温度的升高而降低。     

Non-isothermal Melt Crystallization Kinetics of Anhydrite-Filled Polypropylene Composites

The non-isothermal crystallization kinetics of polypropylene (PP), PP/anhydrite composites were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) with various cooling rates. The Avrami analysis modified by Jeziorny and a method developed by Mo were employed to describe the non-isothermal crystallization process of these samples. The difference in the exponent n between PP and PP/anhydrite composites indicated that non-isothermal kinetic crystallization corresponded to tri-dimensional growth with heter...     

复合相变调湿材料的制备与热湿性能

制备一种兼具调热调湿功能的新型复合相变调湿材料（CMPCM）,该材料由相变微胶囊（MPCM）与多孔调湿材料合成。作为被动式节能材料,能够有效平抑室内温湿度波动和降低建筑能耗。其中,相变微胶囊由癸酸和十八烷酸的混合物为芯材、二氧化硅为壁材通过溶胶凝胶法合成,多孔调湿材料为硅藻土。通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）,正杯蒸发法和等温吸放湿法分析表征了复合相变调湿材料的组成结构、热性能、热稳定性以及传湿系数和湿缓冲值。DSC和TGA结果显示,复合相变调湿材料比普通相变材料有更小的过冷度和更好的热稳定性。传湿特性实验显示,该新材料比单纯的多孔调湿材料有更大的传湿系数和湿缓冲值。     

LDPE／沸石分子筛复合膜性能研究

采用熔融共混和挤出吹膜成型工艺方法,制备低密度聚乙烯（LDPE）／沸石分子筛（ZMS）复合膜．对膜试样的力学性能、结晶性能和透湿性能进行测试．采用DSC方法研究试样的结晶性能并用非等温结晶动力学对其进行分析．结果表明：随着ZMS用量的增加,LDPE／ZMS复合膜的拉伸强度及断裂伸长率先略增后呈现降低趋势．ZMS的加入使得LDPE的结晶速率增加,起到了异相成核的作用．随着ZMS用量的增加,复合膜透湿能力逐渐增强．采用修正Ozawa方程的Jeziorny法对复合膜的结晶性能可以进行很好的袁征．     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

A new kind of shape-stabilized phase change materials

Based on the lowest melting point and Schroeder’s theoretical calculation formula,nano- modified organic composite phase change materials(PCMs)were prepared.The phase transition temperature and the latent heat of the materials were 24℃and 172 J/g,respectively.A new shape-stabilized phase change materials were prepared,using high density polyethylene as supporting material.The PCM kept the shape when temperature was higher than melting point.Thus,it can directly contact with heat transfer media.The structure,morphology and thermal behavior of PCM were analyzed by FTIR,SEM and DSC.     

聚偏氟乙烯多孔膜的结晶行为

为了分析聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜的结晶行为,以聚乙烯吡咯烷酮和无水LiCl为添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PVDF多孔膜.利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和差示扫描量热仪研究了PVDF多孔膜的结晶行为,同时分析了膜结构和结晶行为的关系.结果表明,添加剂的加入促进了β晶型的形成,增大了PVDF膜的结晶度,并可以改变PVDF膜孔结构,但结晶行为对PVDF膜力学性能的影响因为大量膜孔的生成而被忽略.