新型建筑用二元复合定型相变材料的制备及性能评价

针对建筑节能领域,提出了一种由十二醇（LA,C₁₂H₂₆O）和硬脂酸（SA,C₁₈H₃₆O₂）组成的具有适宜相变温区且相变潜热较高的二元相变材料LA-SA,并以膨胀珍珠岩和陶粒为多孔吸附材料制备出复合定型相变材料,探究了不同吸附材料对于定型相变材料热物性的影响。二元相变材料LA-SA的最优配比为质量分数82%十二醇+18%硬脂酸,其熔融相变温度为21.3℃,相变潜热为205.9 kJ/kg,且热稳定性能良好。以膨胀珍珠岩和陶粒为吸附材料,通过真空吸附法制备出了两种建筑用定型相变材料,并对其进行了SEM、FTIR、TG及DSC性能表征,结果表明：LA-SA与两种吸附材料的复合过程仅为物理吸附且复合良好,吸附后的定型相变材料的相变潜热有一定的降低;相比于陶粒,膨胀珍珠岩对相变材料的吸附率较高,且对相变材料热性能影响较小;LA-SA/膨胀珍珠岩熔融相变温度为22.7℃,相变潜热为165.3 kJ/kg,可应用于建筑节能材料的制备。     

硬脂酸丁酯/膨润土复合相变材料的制备及其在储热建筑材料中的应用

提出了先将有机相变材料硬脂酸丁酯与膨润土进行复合制备硬脂酸丁酯/膨润土复合相变材料,再将其掺入到普通硅酸盐水泥中制备储热复合水泥板的方案.以无水乙醇为溶剂,采用液相插层法制备出了硬脂酸丁酯/膨润土复合材料.X射线衍射和DSC测试结果表明硬脂酸丁酯嵌入到了有机改性膨润土的纳米层间.制得的硬脂酸丁酯/膨润土复合储热材料的相变潜热与基于复合材料中有机相变物质量百分率的计算值相当.硬脂酸丁酯/膨润土复合相变材料具有很好的性能稳定性,与普通硅酸盐水泥之间具有良好相容性,制得的储热复合水泥板的抗压强度合格,而且其导热性能明显优于由纯硬脂酸丁酯制得的储热水泥板.     

硅藻土基脂肪酸定型相变材料的制备与表征

脂肪酸类相变材料(PCMs)在缓解建筑用能源危机上有着巨大的应用前景。本工作制备了月桂酸–肉豆蔻酸–硬脂酸(LA–MA–SA)的相变材料。以多孔网状膨胀石墨(EG)为热导率增强材料、硅藻土(DE)为定型材料,通过熔融浸渍法分别制备了含质量分数为2%EG、4%EG、6%EG、8%EG、10%EG的高热导率的LA–MA–SA/EG/DE定型复合相变材料,对定型复合相变材料进行微观结构分析和热物性测量。结果表明：LA–MA–SA与EG和DE为物理吸附过程且吸附效果良好。稳态法热导率测试发现,EG可以有效提高PCM的热导率,添加2%～10%的EG,热导率增强了29.7%～708.2%。通过泄漏测试发现,添加DE能够对复合物起到一定的定型作用,防止PCM的泄漏。对复合物进行100次DSC循环后,材料的相变温度和相变潜热均无明显变化。通过蓄/放热试验发现,LA–MA–SA/10%EG/10/%DE的石膏板在加热冷却过程中分别表现出良好的储、放热性能和较长的相对热舒适时间,较纯石膏板延长0.82 h。     

硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料制备及性能研究

采用“溶胶-凝胶”工艺制备出具有不同硬脂酸质量分数的硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料,运用SEM、XRD和DSC等手段对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征和测试。复合相变储热材料是硬脂酸嵌入到二氧化硅三维纳米网孔中形成的,其相变温度和相变潜热均随硬脂酸质量分数的增加而增大,且相变温度低于纯硬脂酸,相变潜热与对应质量分数下的硬脂酸相当。实验结果表明,硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料具有储热密度大、性能稳定以及导热系数较高等优点。     

硬脂酸/MCM-41复合相变材料研究

以硬脂酸为相变材料,介孔分子筛MCM-41为载体,采用溶液浸渍法制备了硬脂酸/MCM-41复合相变储能材料。应用SEM和TEM测试了复合材料的微观结构,利用TG-DSC分析了复合材料的相变温度、相变潜热及相变可逆性,通过FT-IR对复合材料的兼容性进行了表征。结果表明,复合材料表面具有多孔结构,改善了复合材料的相变可逆性,复合相变储能材料中硬脂酸的最大质量分数为50%,相变温度为57.8℃,相变潜热为276.4 J/g。分析表明,硬脂酸与MCM-41间是简单的嵌合关系,复合材料具有良好的热稳定性和兼容性。     

相变珍珠岩工艺研究和相变砂浆控温模拟

针对夏热冬冷地区,不保温墙体热惰性差和有机保温墙体易燃的缺陷,将相变材料制备成相变砂浆,并希望该砂浆应用于该地区建筑物外墙的外侧,以提高夏季墙体的热惰性。以月桂酸和肉豆蔻酸形成的最低共熔物(脂肪酸)为相变材料,以膨胀珍珠岩为无机载体,采用吸附法制备相变骨料,并对其进行包裹,确定最佳工艺参数。进而用相变珍珠岩骨料制备相变砂浆,通过砂浆板控温模拟实验,评价相变砂浆的热性能。结果表明：采用真空吸附法使膨胀珍珠岩吸附200%的脂肪酸,并用67%的聚氨酯树脂包裹后可制成稳定的相变珍珠岩骨料;相变珍珠岩基砂浆板有较好的控温效果,且脂肪酸掺量越多,有效热量值降低越多,温度延时越长,降温幅度越大,即控温效果越明显。     

PEG、白炭黑复合相变储能材料的制备与性能研究

为拓宽相变储能材料的应用范围,以聚乙二醇400(PEG-400)为相变囊心材料,气相法二氧化硅(俗称白炭黑)为载体,采用囊壁溶液包裹制备了一种微胶囊定型相变材料.通过DSC、TGA、SEM试验对复合定形相变材料的性能和结构进行测试.结果表明:聚乙二醇与白炭黑的质量比为5:3、囊壁材料质量分数为8.5％、定型相变材料与囊壁溶液质量比在1:0.45和1:0.55之间时,制备的相变材料性能最优;制备的两种微胶囊定型相变材料的相变温度为-1.34、-2.19℃,相变焓为54.7、52.83 J·g-1;复合定型相变材料在366.38、384.13℃以内质量损失较小,热稳定性良好;微胶囊定型相变材料定形效果和热稳定性良好.     

硬脂酸定型相变材料的制备与储能行为的研究

以硬脂酸为相变主材料,活性炭和膨胀石墨为支撑材料,用熔融共混法制备定型相变储能材料。采用DSC,导热仪对定型相变材料进行表征。活性炭较大的比表面积,使硬脂酸在慢速结晶的过程中结晶更加完善;膨胀石墨的蠕虫状结构不利于结晶的进一步进行;利用DSC快速测试结晶性能时,支撑材料使硬脂酸结晶不完善,结晶焓降低。支撑材料的加入可以改善硬脂酸的导热性。     

三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆的制备

本文选用三元复合石蜡作为相变原材料,玻化微珠作为吸附载体,EVA乳液和苯丙乳液作为封装材料,根据石蜡渗漏率测试选择合适的封装材料制备出相变储能砂浆.结果表明:根据温度-时间曲线和DSC分析确定复合石蜡最佳配比为3#石蜡∶C14∶固体石蜡=1∶2∶7.玻化微珠真空吸附30 min石蜡量达到502.2％.选择苯丙乳液作为封装材料,可有效解决石蜡渗漏问题,石蜡/玻化微珠定型相变材料经恒温加热30 min最小渗漏率仅为4.42％.所制备的石蜡/玻化微珠相变储能砂浆相变温度区间为22～26q℃,抗压强度为5.35 MPa,导热系数为0.3372W/m·K,比热容约为普通砂浆的2倍,能够显著提高砂浆的保温性能.     

膨胀珍珠岩-石蜡相变储能砂浆的力学性能研究

利用膨胀珍珠岩对石蜡具有良好的吸附性能,以石蜡为蓄热芯材,膨胀珍珠岩为载体,经碱矿渣封装后,制备了膨胀珍珠岩-石蜡复合相变储热材料。由于毛细作用力和表面张力的作用,石蜡在相变过程中,很难从膨胀珍珠岩的微孔中渗透出来。将相变储能珍珠岩作为细集料制备出相变储能砂浆,对其热物理性能力学性能进行了试验研究,结果表明:采用碱矿渣对吸附了相变材料的珍珠岩表面进行封装,相变材料的质量损失率、潜热变化率及温度变化率均较小,封密性和稳定性较好;相变循环对砂浆强度影响较小;在配合比相同的情况下,相变材料对砂浆的强度影响较大,相变储能砂浆的抗压强度低于普通砂浆。     

相变储能调温内墙涂料的研制

以三聚氰胺-甲醛(MF)树脂为壁材,硬脂酸丁酯-正十四醇混合物为相变芯材制备了微胶囊相变材料,与一定比例的成膜物质混合制得相变储能调温内墙涂料。采用SEM、DSC、FT-IR等测试仪器分别对微胶囊形态、热性能、化学成分进行了表征;采用自制模型对影响涂料的储能调温效果的因素进行了分析。结果表明:所得微胶囊呈粒状、热稳定性好、相变潜热高;微胶囊的芯壁比为1.2∶1、涂层厚度为1.0 mm时,所制涂料储能调温效果最佳。     

Preparation of epoxy resin using n-hexadecane based shape stabilized PCM for applying wood-based flooring

Epoxy resin has excellent characteristics of moisture, low toughness, solvent and chemical resistance, low shrinkage on cure, superior electrical and mechanical resistance properties, and good adhesion to many substrates. In this experiment, we prepared epoxy resin with shape stabilized phase change material (SSPCM) to enhance the thermal properties of epoxy resin. The SSPCM was prepared through the vacuum impregnation method, and the SSPCM/epoxy resin composites were prepared through the shear stirring process and curing process. In the preparation process, the epoxy resin and hardener were mixed in a beaker at a one-to-one ratio. Then, 5, 10, 15, and 20 wt.% of the SSPCM was added to the mixture. The thermal properties and chemical properties of epoxy resin with SSPCM were analyzed from scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, thermal gravimetric analysis, and universal testing machine analyzer. From the analysis, we determined that the prepared epoxy resin with SSPCM has heat storage capacity and high thermal conductivity, compared with the epoxy resin.     

聚乙二醇/SiO2定形相变材料在沥青中的相变储热性能

利用多孔二氧化硅的良好吸附性,将不同计量的聚乙二醇在硅溶胶胶凝过程中吸附于硅凝胶的孔隙结构中制备聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料（PEG/SiO₂ SSPCM）;并将其与熔融沥青共混获得不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料（Asphalt-SSPCM）。借助孔径分析仪和扫描电镜（SEM）表征了载体二氧化硅孔结构和PEG/SiO₂ SSPCM的表观形貌;通过X射线衍射仪（XRD）、综合热分析仪（DSC/TG）和傅里叶红外光谱仪（FTIR）考察了沥青中PEG/SiO₂ SSPCM的晶体结构、储热性能、热稳定性及化学兼容性;通过本文作者课题组研发的温度模拟试验箱测试了Asphalt-SSPCM的降温效果。结果表明,二氧化硅凝胶具有丰富的孔结构并能将聚乙二醇吸附于其介孔结构中;沥青中PEG/SiO₂ SSPCM仍含有聚乙二醇晶体,其储热能力随聚乙二醇含量的增加而增大,当聚乙二醇含量为76.1%时,相变焓高达117.5J/g,且不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料均表现出良好的热稳定性;PEG/SiO₂ SSPCM与沥青的化学兼容性良好,二者之间仅是物理作用;Asphalt-SSPCM的降温效果显著,可有效改善沥青路面的高温性能;并基于相变理论,分析了沥青-定形相变材料的相变储热原理。     

环境友好催化剂催化合成硬脂酸正丁酯的一些方法

评述了氨基磺酸、离子交换树脂、十二水硫酸铁铵、硫酸钛、一水硫酸氢钠和固体超强酸催化合成硬脂酸正丁酯的方法。结果表明，它们是合成硬脂酸正丁酯的良好环境友好催化剂。     

十八烷膨胀珍珠岩定形相变材料封装及隔热性能

以十八烷为相变材料,膨胀珍珠岩为支撑材料,采用浸泡吸附工艺制备定形相变材料。通过DSC、FT-IR、ESEM等测试技术对相变材料及定形相变材料进行表征。为减少在水泥基质中使用时相变材料融化泄漏,本文尝试采用湿裹水泥干粉工艺对该定形相变材料进行表面封装,在60℃下连续烘烤20h,封装前后十八烷在膨胀珍珠岩中的容留率由75%提高到97%以上。隔热性能测试结果表明：以封装后的定形相变材料等质量取代水泥砂浆中40%砂,与基准砂浆板相比,10mm和15mm厚度砂浆板下表面时间延迟和最大温差分别为230s、4.2℃和500s、6.2℃。经历25次冷热循环的相变砂浆,15mm厚度砂浆板下表面时间延迟仍有360s,最大温差4.3℃。     

纳米胶囊化二元复合相变材料的制备及热性能

以正十八烷(C18)和硬脂酸丁酯(BS)为复合芯材(PCMs),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材,通过无皂乳液聚合法制备纳米胶囊化相变材料,探讨了乳化剂种类和用量、引发剂种类和用量、芯壁比对纳米胶囊的影响,并采用TEM、SEM、FTIR、XRD、DSC和TGA对纳米胶囊的形貌、化学结构和热性能进行了测试表征。结果表明:当烷基乙烯基磺酸盐(AVS)用量占油相总质量的3.0%,过硫酸铵(APS)用量占单体MMA质量的1.2%,芯材与壁材质量比(芯壁比)为2∶4时,制备的纳米胶囊单体转化率最高、粒径最小、球形形貌最规整。相变纳米胶囊的熔融焓和结晶焓分别为56.89和54.02 J/g,具有良好的储热能力和耐热性能,且整理于棉织物上有较好的调温效果。     

由辣椒粉浸出液萃取辣椒碱

以市售干辣椒为原料、95%乙醇为浸出剂,实验研究了溶剂萃取法由辣椒粉浸出液中萃取纯化辣椒碱的工艺条件. 在模拟体系和实际体系中均以正己烷和乙酸丁酯为萃取剂,考察了pH值和有机相/水相体积比对辣椒碱收率的影响. 结果表明酸化萃取步骤为工艺控制步骤. 模拟体系中pH值为11、体积比为7:1时乙酸丁酯对辣椒碱的萃取收率均大于90%,表明以乙酸丁酯为萃取剂,可以提高辣椒碱的浓缩度. 实际体系萃取结果与模拟体系趋同,但约20%的辣椒碱不能被萃取. 实际体系优化的工艺条件为辣椒粉用量50 g,250 mL 95%乙醇2次浸出,辣椒碱收率为97.0%;浸出液浓缩为浸膏并溶解于NaOH溶液中,在pH值13, O/W体积比1:1时萃取,再用盐酸调节水相pH<11,O/W体积比为1:5时用乙酸丁酯萃取,辣椒碱的收率为浸出量的80%左右.     

石蜡胶囊的制备及其对砂浆热导和力学性能的影响

为解决固-液相变材料封装问题,以石蜡为芯材,陶粒颗粒为载体,水泥为封装材料制备了石蜡胶囊.分析了石蜡胶囊的基本性质,测试了石蜡胶囊的DSC曲线;并将石蜡胶囊掺入砂浆中,研究了掺入石蜡胶囊对砂浆热导和力学性能的影响.研究表明:使用水泥封装后,石蜡胶囊的密封性好,高温下不会发生泄露;石蜡胶囊掺入砂浆中,对砂浆力学性能影响较小,且可降低砂浆的导热系数和水泥水化温度,并推迟水化温度峰值的出现.     

Nanocapsules containing binary phase change material obtained via miniemulsion polymerization with reactive emulsifier: Synthesis,characterization, and application in fabric finishing

The nanocapsules containing n‐butyl stearate (BS) and n‐octadecane (C18) as binary phase change material and polyacrylate as shell were synthesized via miniemulsion polymerization using reactive emulsifier. The phase transition (change) temperatures and phase change enthalpies of the phase change material can be adjusted by regulating the composition of BS and C18. Moreover, the influences of emulsification method and reactive emulsifier dosage were studied. SEM and TEM analysis showed the nanocapsules were a spherical shape with core‐shell structure and the average size was about 170 nm. DSC and FT‐IR analysis indicated the binary phase change material was encapsulated with polyacrylate shell, and the fusing and crystallizing temperatures and latent heats of nanocapsules were determined as 26.07 °C and 24.85 °C, 56.89 J g^?1 and 54.02 J g^?1 respectively, and the encapsulation efficiency was above 55.09%. In addition, the results of thermoregulating and durability property revealed that the finished cotton fabric had temperature‐regulated and durability properties. POLYM. ENG. SCI., 59:E42–E51, 2019. © 2018 Society of Plastics Engineers     

过磷酸钙混合期添加鸡粪的工艺优化

为了提高磷肥利用率研究了于混合期加入鸡粪制备改性过磷酸钙的工艺。实验结果表明,影响改性过磷酸的钙磷转化率的因素大小顺序为硫酸质量分数、鸡粪用量、鸡粪细度、硫酸用量、硫酸初始温度,其最佳工艺组合为鸡粪细度0.25 mm、100 g磷矿粉鸡粪用量10 g、硫酸初始温度90℃、硫酸用量为理论值的135%、硫酸质量分数70%,实验因素的变化对磷转化率无显著性影响。