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。

接枝共聚法制备聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)高分子固-固相变材料性能研究

用接枝共聚法将具有相变特征的聚乙二醇 (PEG)接枝到具有较高熔点的聚乙烯醇 (PVA)主链上 ,得到了系列性能稳定的 PEG/PVA高分子固 -固相转变材料 ,用 DSC,WAXD和 POM对其相变行为及形态结构进行了研究 .结果表明 ,该材料呈现出可逆的固 -固相转变特性 ;其结晶峰值温度和相变焓比纯 PEG低 ,接枝率对相变温度和归一化相变焓影响不大 ;接枝率只影响结晶与熔融行为 ,不影响结晶结构 .

共混法制备高分子固-固相变材料及其表征

通过共混法制备了PEG/CDA高分子固-固相变材料,用DSC差示扫描量热法对其相变行为进行了研究,讨论了PEG/CDA质量比对所得相变材料相变行为的影响。结果表明,该材料呈现出固-固相转变特性;其相变温度和相变焓比纯PEG低,并随着PEG含量的增加而升高。

接枝共聚法制备PEG/CDA高分子固-固相变材料及其表征

通过接枝共聚法制备了PEG/CDA复合高分子固-固相变材料,用DSC差示扫描量热法及FTIR对其进行了表征,用正交试验法L9(34)研究了PEG分子量、PEG/CDA的质量比对相变材料储热性能,相变温度等的影响,以及反应时间对接枝反应的影响。结果表明,当PEG相对分子量为6000,PEG/CDA质量比为9∶1,接枝反应时间为150min时,材料的储热性最好。

聚乙二醇单甲醚(MPEG)/聚乙烯醇(PVA)高分子固-固相变材料的合成与性能

The soluble poly(vinyl alcohol)-g-poly(ethylene glycol) monomethyl ether(PVA-g-MPEG) graft copolymer was prepared by two-step synthesis. The structure of the PVA-g-MPEG was characterized by 1H NMR. The phase change and crystallization behavior were analyzed by DSC and POM. The phase change behavior presented solid-to-solid state; the phase transition process was reversible. Compared with pure MPEG, the phase change temperature and enthalpy of graft copolymer declined because of the addition of PVA. Due to the intermolecular interaction and chemical bond, the crystalline shape of the graft copolymer was changed.

具有聚氨酯脲结构的新型高分子固-固相变材料的制备及其性能研究

以三羟甲基氨基甲烷(THMAM)为扩链剂,聚乙二醇(PEG)为相变功能链,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为交联剂,成功合成了一种具有聚氨酯脲结构的新型高分子固-固相变储能材料(SSPCM).利用红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)和同步热分析仪表征了合成材料的分子结构、结晶形态和热学性能.结果显示,合成的SSPCM具有与PEG相似的X-射线衍射峰和球晶形态,但其衍射峰强度和球晶尺寸均小于PEG.合成材料具有较高的相变储能性能(119.30 J·g^-1)、良好的热稳定性和可重复使用性.本研究所合成的新型SSPCM在热能储存和控温领域具有巨大的应用潜力.

研发化学法合成高分子固-固相变材料前景广阔

相变材料是一种能随着温度变化而改变相态的功能性材料，其特性是相转变过程中伴随着相变潜热的吸收或释放，相变过程的发生仅取决于温度，在相变过程中相变材料自身的温度基本保持不变。相变材料的上述特性使其可有效解决能源供求在时间和空间上的配给矛盾，提高能源的利用率。目前相变材料已广泛应用于建筑、太阳能利用、航空航天、纺织、电子器件等许多领域。

固-固相变聚氨酯基储热材料的制备及光热性能

固-液相变材料可通过储存和释放潜热来提升热能利用率,在废热回收、温度调节、建筑保温等领域具有广阔的应用前景。然而,固-液相变材料的单一热量来源和泄漏问题限制了其广泛应用。为克服上述不足,以聚乙二醇(PEG)为软段单体、异佛尔酮二异氰酸酯为硬段、丁二醇和三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯为扩链剂和交联剂,制备了固-固相变聚氨酯材料,将PEG基固-液相变材料转化为固-固相变聚氨酯基材料(SSPU)。研究了不同分子量的PEG、柔性组分对SSPU结构、力学性能和储热能力的影响,并引入光热染料(IR780)赋予SSPU光热转换能力,拓展其能量来源。结果表明,SSPU不仅保留了PEG的结晶能力和潜热吸收能力,且具有无泄漏风险、高热焓(122.1J/g)、高热稳定性(热分解温度超过350℃)、循环稳定性好(循环热焓无衰减)、可变形、可循环再加工等优势。引入IR780后,SSPU表现出优异的光热转换、温度调控和循环稳定性,有望用于太阳能利用和热管理应用领域。

高分子固-固相转变储能材料的研究进展

对高分子固 -固相转变储能材料的研究进展进行了综述。根据相变储能机理 ,具有固 -固相转变储能功能的聚合物材料被分为 2大类即交联型结晶聚合物相变材料和以聚合物为基体的复合相变材料。详细介绍了各种相变材料的制备方法、性能和应用 ,并且展望了高分子固

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。

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。

石蜡/交联聚乙烯高分子固-固相变贮能材料的制备

以硅烷交联聚乙烯为骨架,以石蜡为相变贮能材料,采用"溶解-交联"和"交联-溶胀"两种不同工艺方法制备了石蜡/交联聚乙烯高分子固-固相变贮能材料,并对其热机械性能、力学性能及使用性能进行了研究。研究结果表明,制得的相变材贮能料具有较高的相变焓。经过一段时间(10 h左右)稳定性测试,石蜡的迁移量不再增加,材料性能基本稳定,相变材料的相变焓、相变温度变化不大。

MIL-101@MF复合材料-枪头高效固相萃取鸡蛋中酰胺醇类抗生素残留

将Fe-MIL-101通过聚偏二氟乙烯固定在三聚氰胺泡沫(MF)上制备MIL-101@MF复合材料,将其用做枪头固相萃取(PT-SPE)的吸附剂,并结合液相色谱-串联质谱法实现了鸡蛋中酰胺醇类(CAPs)抗生素的高效测定。对MIL-101@MF的形貌、晶体结构和官能团进行了表征,证实了Fe-MIL-101的成功合成并固定在MF上。优化了PT-SPE萃取条件,在多反应监测模式下,以基质标准曲线结合内标法同时测定氯霉素(CAP)、甲砜霉素(TAP)、氟苯尼考(FF)。由于氢键、π-π、静电等相互作用,MIL-101@MF对3种CAPs具有极高的萃取能力,萃取过程小于3 min,材料可重复使用60次。3种CAPs的定量下限为0.1μg/kg,加标回收率为78.2%~108%。采用该方法测定80批次鸡蛋样品,TAP的检出率2.50%,含量为0.21~1.2μg/kg;FF的检出率8.75%,含量为0.47~4.2μg/kg。该方法操作简便、灵敏度高且定量准确,有望应用于动物源性食品中多兽药残留的预处理中,为我国进出口食品安全残留监控提供技术支撑。

六羟基化合物为骨架的高分子固-固相变材料的合成与性能

分别使用三种含6个羟基的化合物（山梨醇、双季戊四醇和肌醇）作为分子骨架,聚乙二醇（PEG）作为相变功能链,4,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为交联剂,合成了3种具有不同交联结构的新型固-固相变储能材料。通过傅里叶变换红外光谱（FT IR）、X-射线衍射（XRD）、偏光显微镜（POM）、示差扫描量热法（DSC）和热重量分析法（TG）分别对合成材料的分子结构、结晶性能、相变行为和热稳定性进行了研究。结果显示,所制备的材料在30~70℃温度范围内具有典型的固-固相变特性,其升温和冷却过程的相变焓最高可达107.5J/g和102.9J/g。此外,通过热重分析发现所合成材料具有较好的可重复使用性和热稳定性。因此,合成的新型固-固相变材料在热能储存和控温领域具有巨大的应用潜力。

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。

高分子固-固相变储能材料的制备与应用

以PEG2000为软段,IPDI和BDO为硬段,合成了一系列不同软段含量的水性聚氨酯相变储能材料(WPUPCM)。利用红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪等研究了WPUPCM的结构特征、相变行为及热稳定性等。结果表明:制备的WPUPCM具备适宜的相变温度,较大的相变潜热,良好的热稳定性,呈固-固相变。用制备的相变材料整理织物,对纯棉织物的手感略有影响,白度并无太大变化,织物仍然具备较好的透气性能,并且水洗后仍能保留较好的调温性能。

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℃。

悬浮聚合法制备亲水-亲油型高分子固相萃取填料及其功能化研究

采用悬浮聚合法合成了一种以二乙烯苯和N-乙烯吡咯烷酮为单体的高分子聚合物固相萃取填料（DVB-NVP）,系统地考察了引发剂、致孔剂、分散剂以及反应时间等对填料形态和粒径分布的影响,用光学显微镜对其进行表征,以农药作为模型化合物,结合紫外分光光度（UV）和高效液相色谱法（HPLC）对填料进行评价。同时对合成的微球进行官能团衍生,并优化衍生化条件。结果表明：以羟丙基甲基纤维素为分散剂,偶氮二异丁腈为引发剂时,于80℃下反应8h可制得粒径为20～60μm的单分散高交联亲水-亲油型聚合物,其对灭多威、福美林以及乙酰甲胺磷的回收率分别为97.34%、86.24%和96.96%,相对标准偏差分别为2.27%、0.96%、1.83%。4种衍生化DVB-NVP填料具有较高的离子交换容量。

利用固相力化学反应制备高分子材料

自行研制的磨盘形力化学反应器借鉴了中国传统石磨的构思和结构,具有独特的三维剪切结构,产生的挤压、剪切及环向应力对物料具有强大的剥离、粉碎、分散、混合以及力化学反应等多重功能。可以有效改善难加工聚合物熔体的流动性能和制品性能,常温粉碎工程塑料和特种工程塑料,通过固相剪切复合新技术制备纳米复合材料等。在高分子材料的制备和改性中应用前景广阔。

基于玻璃纤维织物的固-固相变树脂复合材料制备及电磁屏蔽性能

具备灵活热响应的电磁干扰(EMI)屏蔽复合材料是电磁防护、建筑工程、电子兼容等领域的理想候选材料之一。为制得该类EMI屏蔽复合材料,首先将异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)与聚乙二醇(PEG)反应,获得具有高活性硅醇基团可自交联的柔韧固-固相变树脂(SPCR)基体,随后,通过SPCR封装被银纳米线(AgNWs)修饰的玻璃纤维织物(GFF)制备得到AgNWs/GFF/SPCR复合材料。测试了SPCR的结构和热稳定性,研究了AgNWs/GFF层数对复合材料电磁屏蔽性能的影响,最后测试了复合材料的热响应性能。结果表明,SPCR在保留原始PEG相变特性的同时具有优异的形状稳定能力,从而避免被泄漏。4层AgNWs/GFF组成的复合材料在2.8 mm厚度下的EMI屏蔽效能(SE)约为73 dB。电磁波吸收效能(SEA)随着EMI SE的增加呈现出递增的趋势,而电磁波反射效能(SER)在6~18 dB范围内波动。同时,反射系数(R)远大于吸收系数(A),AgNWs/GFF/SPCR复合材料表现出明显的反射主导屏蔽机制。此外,AgNWs/GFF/SPCR复合材料在升温和降温过程均表现出明显的温度滞后现象。因此,AgNWs/GFF/SPCR复合材料在电磁辐射防护和设备热管理方面具有广阔的前景。