高导热相变水凝胶的制备及温度响应性

传统的相变水凝胶用于温度监测时会面临响应时间长、力学性能不佳、导电性能差、相变焓低等问题。因此,文中以黄原胶和聚乙烯醇为主要原料,利用黄原胶分子的多官能团活性和分散性,对石蜡进行乳化,结合Zn2+和纳米氧化铝的离子导电性和高导热性,制备了兼具高热焓、高导热、高导电和强力学的双网络交联黄原胶/石蜡/聚乙烯醇/硼酸/锌离子/纳米氧化铝(XPPB-Zn^(2+)-Al_(2)O_(3))相变水凝胶。扫描电镜图片显示,相变微粒均匀嵌入到水凝胶的微结构中;力学测试结果显示,双交联网络赋予相变水凝胶优异的力学性能,其拉伸强度达到(0.38±0.01) MPa;差示扫描量热分析显示,水凝胶相变焓高达(180.98±3.12) J/g。此外,相变水凝胶展现出高的导热性,其热传导系数达到(0.558±0.035)W/(m·K),电阻温度系数达到1.23%℃-1,在25~60℃范围内,显示出良好的温度循环稳定性。文中所制备的高性能相变水凝胶在温度监测领域具有良好的应用前景。