(PEG_1+PEG_2)/PET共混固固相变材料中PEG共晶现象的研究

研究了PEG/PET共混固固相变材料中不同分子量PEG并用产生的共晶现象对材料储热性能的影响。适当的不同分子量PEG并用制成的材料中PEG能形成共晶,所得PEG/PET固固相变材料的相变焓比不同分子量PEG单独使用时要大得多,甚至比纯PEG的相变焓还要大,结晶度较高,PEG支链在结晶和无定形态间转变,共晶使PEG/PET可在控制的温度下有效地实现储能和释能的目的。

聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响研究

聚氨酯型固-固相变储能材料可以有效提高沥青的相变储能能力,从而在调节路面温度的同时,减小温度波动。基于上述背景,针对聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响展开研究。确定相变材料的分类标准,并分别研究其储能原理及具体应用情况,完成对聚氨酯型固-固相变储能材料特性的分析。在此基础上,定义周期性储热边界条件,根据沥青调温过程中内聚能密度的变化形式,推导相变储能材料的能量变化规律,从而确定聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响能力。

W-VO2@聚多巴胺改性聚氨酯固-固相变材料及其调温织物

采用原位聚合法,以聚乙二醇(PEG)为相变软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,聚多巴胺包覆的钨掺杂二氧化钒(W-VO_(2)@PDA)为填料,制备了钨掺杂二氧化钒@聚多巴胺改性聚氨酯固-固相变材料(W-VO_(2)@PDA/PUPCM)。考察了PEG相对分子质量(简称分子量)对W-VO_(2)@PDA/PUPCM乳液稳定性和整理织物调温性的影响。通过FTIR、TEM、POM、XRD、DSC和TG对材料的化学结构、结晶性能、相变性能和热稳定性进行了测试和表征。结果表明,PEG分子量对W-VO_(2)@PDA/PUPCM的储热性能和相变性能有很大的影响,当PEG分子量为8000时,W-VO_(2)@PDA/PUPCM具有良好的形状稳定性和热稳定性,熔融温度和熔融焓最高,分别为51.52℃和144.82 J/g,与未经整理织物相比,经W-VO_(2)@PDA/PUPCM整理后织物升温和降温最大温差分别为7.8和5.3℃。

石蜡固-固相变材料的制备及性能

针对石蜡(PA)相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题,利用聚丙烯酸(PAA)羧基的亲水性,易离子化特性,设计了低聚合度PAA接枝石蜡,以自乳化方法制备石蜡乳液,通过常温离子交联,在水介质中、短周期内制备了石蜡固-固相变材料(PA SS-PCMs)。利用扫描电子显微镜对PA乳液及PA SS-PCMs的形貌进行了表征、分析,利用红外光谱仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、差示扫描量热仪、热重分析仪对石蜡接枝产物及PA SS-PCMs的分子结构、结晶性能、热稳定性进行了测试和分析。结果表明:该定型方法对不同种类石蜡具有普适性,通过接枝改性、离子交联能得到较高储能效率的石蜡固-固相变材料。研究发现:分两次添加55#石蜡(PA1),前期减少PA1的投入占比,后期添加不参与反应的PA1,能有效提高接枝产物的自乳化能力及相变储能能力。在此基础上,制备了AA∶PA1∶BPO质量比为1.8∶15(10+5)∶0.05的PA1 SSt-PCMs,其结晶温度为45.52℃,结晶焓为-182.28J/g,循环100次后结晶焓损失3.05%,具有较高的储能密度和良好的储热稳定性。

聚丙烯蜡固-固相变材料的制备与工艺优化

针对聚丙烯蜡相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题,利用聚丙烯酸(PAA)羧基的亲水性,易离子化特性,设计了低聚合度聚丙烯酸(PAA)接枝聚丙烯蜡,以自乳化方法制备聚丙烯蜡乳液,通过常温离子交联,在水介质中、短周期内制备了聚丙烯蜡固-固相变材料(PPW SS-PCMs)。首先利用红外光谱仪、核磁共振波谱仪、扫描电子显微镜分析测试,探讨了丙烯酸的浓度及瞬时浓度对聚丙烯蜡(PPW)接枝产物自乳化能力的影响。然后,利用偏光显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对PPW接枝产物及PPW SS-PCMs的结晶性能、热稳定性做了测试和分析。结果表明:随着丙烯酸(AA)质量占比升高,定型相变材料的相变焓随AA含量的提升而下降。在一定范围内,通过提高AA瞬时浓度能提高改性PPW的自乳化能力,减少定型组分添加量。当AA、PPW、BPO质量比为0.36∶1∶0.05及滴加速率为9mL/min时,所制备的PPW SS-PCMs的结晶温度为52.46℃,结晶焓为-53.61J/g,储能效率为81.26%,具有较好的热稳定性。

聚乙二醇／涤纶接枝共聚固-固相转变贮热材料

为了制备热稳定性好、蓄热性能优异的固-固相转变材料(PCM),研究采用化学法合成了聚乙二醇(PEG)/涤纶(PET)PCM。实验结果表明,PEG/PET PCM的热力学性能与PEG的分子量、PEG/PET质量配比以及不同交联体系有关。化学接枝法合成的PEG/PET PCM,最大相变焓可达112.02 J/g,热稳定性提高,热滞后性减小,PEG/PET PCM在众多领域具有广泛应用。

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-固相变材料的研究进展

综述了多元醇与层状钙铁矿的研究进展,介绍了多元醇二元体系和几种“层状钙钛矿”相变材料的性能、储能机理和优缺点,提出一些可供选择的固-固相变材料,并指出几点研究相变材料时需要解决的问题。

纳米纤维素/聚乙二醇固-固相变材料的制备及其储能性能的研究

介绍了以纳米纤维素(NCC)为骨架材料、聚乙二醇(PEG)为相变储能功能基,采用化学接枝的方法制备一种NCC/PEG固-固相变材料。并分别用IR、DSC以及TGA等技术手段对其储能性能进行表征。结果表明,以纳米纤维素为骨架材料制备的固-固相变材料具有更高的相变焓,所得的相变材料具有更好的储能效率,其相变焓最大可达103.8J/g。

交联型聚氨酯固-固相变材料的相变性能及形态

以聚乙二醇(PEG)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)、季戊四醇(PETA)为原料,采用两步法合成了一种交联型聚氨酯固-固相变储能材料(C-PUPCM),通过差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、广角X射线衍射(WAXD)、偏光显微镜(POM)测试技术对该材料进行形态结构分析,考察了其相变行为。结果表明,该聚氨酯型相变储能材料具有典型的固-固相转变性质,其相变过程是聚氨酯软段PEG由结晶固态转变为无定形固态的过程。同时,通过改变PEG的含量可以得到不同结晶性能、不同相转变潜热、不同相变温度及不同热稳定性的材料。

固-固相变储热材料的研究进展

固-固相变储热材料在相变过程中无液体产生,而且具有较大的储能密度和较小的相变体积,在新能源开发和二次能源循环利用等方面具有显著的优势。本文综述了近几年来不同类型固-固相变储热材料的研究进展,包括石蜡、聚乙二醇、多元醇、聚乙烯、层状钙钛矿等,分别从相变行为特征,传热导热,储能机理及其应用等几个方面进行论述,并对相变材料目前存在的问题及未来发展前景进行了展望。

化学法合成高分子固-固相变材料的研究进展

介绍了嵌段共聚法、接枝共聚法、本体聚合法、互穿网络法等化学方法合成高分子固-固相变材料的最新研究进展,分析了合成的高分子固-固相变材料的分子结构与性能特点,并探讨了影响高分子固-固相变材料性能的因素。最后,展望了未来的研究方向。

高分子基固-固相变材料的研究进展

简要介绍了近年来兴起的高分子固-固相变材料的研究进展,从机理、应用、优缺点等各方面对各类材料进行了阐述比较,并通过分析得到目前研究的高分子固-固相变材料主要为物理共混类与化学接枝共聚类,着重讲解了各类材料的制备过程与性能表征,并展望了今后高分子固-固相变材料的发展前景。

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。

PEG-沸石固-固相变材料的制备及性能

采用接枝共聚法合成了以聚乙二醇(PEG)为相变物质,沸石为骨架的PEG-沸石固-固相变材料。通过红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等测试手段对PEG-沸石固-固相变材料的结构、相变行为及热稳定性进行了研究。结果表明:通过改变PEG的分子量,可以得到不同相变焓和不同相变温度的PEG-沸石固-固相变材料,其相变焓可达105.41J/g,热稳定性良好,起始分解温度高于300℃。

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。

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。

PET/MPEG固-固相变储能材料的制备和性能研究

以聚对苯二甲酸乙二酯为骨架材料,聚乙二醇单甲醚为相变材料,在甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的作用下制备了一种固——固相变储能材料,并对所制得的相变材料进行了表征。结果表明,PET/MPEG相变储能材料随着MPEG的含量增加,相变焓增大,相变点的onset温度增大,相变焓最大为89.23 J/g;PET/MPEG固-固相变储能材料超过MPEG的熔点时也能一直保持稳定的形态,无熔化泄漏。

超分子聚乙醇类“固-固相变材料”的研究

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化合物"4,4-二苯基甲烷二异氰酸甘油酯"(简称为"MTE"),同时以MDI-MTE为硬段,以聚乙二醇(PEG)为相变单元和软段,通过原位聚合法制备出了一种聚乙醇类超分子固-固相变材料(H-PCM)。利用FT-IR、H1-NMR、DSC和DMA测试技术,研究了相变材料的结构、相变行为及热稳定性,表明了制备出的是一种新型的、性能优异的相变材料。

颗粒型固-固相变材料堆积床蓄热与放热实验

对季戊四醇的固体颗粒堆积床相变蓄热和放热特性进行了实验研究。实验结果表明:在开始加热时,空气进口段堆积床的温度上升比较快,随着蓄热的进行,温度升高减慢;当季戊四醇的温度达到相变温度时,出口温度基本保持不变。当开始放热时,堆积床进口处蓄热材料的温度下降较剧烈,后段温度下降很缓慢。随着时间的增加,蓄热床内各点的温度均下降,并出现中段温度高、两侧温度低的现象。在实验中观察到明显的升华现象。