双金属离子交联海藻酸盐复合相变纤维的制备与性能

为制备多功能性海藻酸盐复合纤维,以海藻酸钠(SA)和丝素蛋白(SF)、月桂酸-棕榈酸二元低共熔混合物(LA-PA)为原料,通过湿法纺丝技术制备Zn^(2+)-Ca^(2+)、Cu^(2+)-Ca^(2+)、Sr^(2+)-Ca^(2+)双金属离子交联海藻酸盐复合相变纤维。利用红外光谱和高斯拟合研究了复合相变纤维的氢键作用,考察了双金属离子交联体系对复合相变纤维结构和性能的影响。结果表明:相对于单一Ca^(2+)交联体系,双金属离子交联体系分子内氢键含量增加,分子间氢键含量减少,纤维的断裂强度随β-折叠链结构含量增加而提高;Zn^(2+)-Ca^(2+)、Cu^(2+)-Ca^(2+)复合相变纤维具有优异的抗菌性能;纤维的最大结晶温度和熔融温度分别为26.19和36.71℃,最大相变焓为25.95 J/g,且经50次热循环后相变温度和相变焓差异较小,具有良好的蓄热稳定性。

MWCNTs对SA/SF/LA-PA复合相变纤维结构与性能的影响

以月桂酸和棕榈酸二元低共熔脂肪酸(LA-PA)、海藻酸钠(SA)、丝素蛋白(SF)、多壁碳纳米管(MWCNTs)为原料,以氯化钙为凝固浴,通过湿法纺丝制备复合相变纤维。通过FT-IR表征了MWCNTs含量对复合相变纤维氢键作用的影响,对复合相变纤维表面形态、力学性能、热性能、蓄热稳定性进行了表征。结果表明,随着MWCNTs含量的增加,复合相变纤维分子间氢键先增大后减小,分子内氢键含量先减小后增大;复合相变纤维的断裂强度先增大后减小,MWCNTs为0.4%时,其断裂强度达到最大值1.53 cN/dtex;复合相变纤维具有适宜的相变温度(17~37℃),相变焓为18~24 J/g;复合相变纤维经100次热循环后具有良好的蓄热耐久性。

二元脂肪酸/SiO_2复合相变储能材料的制备与表征

针对适用于建筑领域的相变储能材料,选用癸酸(CA)分别与月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)和棕榈酸(PA)复合制备了二元低共熔脂肪酸作为储能材料。通过施罗德公式计算得到二元低共熔脂肪酸的混合比例和理论相变温度。基于CA-MA优异的性能,采用溶胶-凝胶法制备CA-MA/SiO2定形相变储能材料。采用FT-IR、SEM、DSC、TG对CA-MA/SiO2的结构、形貌、热性能和热稳定性进行了分析。结果表明,制备的3种二元低共熔脂肪酸适合于建筑领域。CA-MA较好地被固定在SiO2多孔网络中,储能材料和SiO2之间仅为物理结合,没有新物质的生成。定形相变储能材料的相变温度为20.96℃,相变焓为70.17J/g,相变温度适中,相变焓高,热稳定性好。

储能墙板用癸酸-硬脂酸/膨胀珍珠岩定型复合相变材料的制备与表征

采用真空吸附法将液态的癸酸-硬脂酸(CA-SA)二元共晶相变材料封装入多孔膨胀珍珠岩(EP)中,制备颗粒定型复合相变材料CA-SA/EP,并以石膏为无机基体研制储能墙板。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、多路温度测试仪和热扩散系数测试仪表征材料的性能。结果表明:以质量比4∶1的CA-SA二元共晶相变材料在EP复合相变材料中的最佳吸附质量分数为75%,且在EP的多孔网络结构中均匀分布,复合过程中CA-SA二元共晶相变材料与EP间不发生化学反应,没有新产物形成;CA-SA/EP颗粒定型复合相变材料的相变温度和相变潜热分别为20.7℃和120.4 J/g,500次热循环后,颗粒定型复合相变材料的热性能基本不变。

脂肪酸/无机纳米颗粒基定形相变材料的制备与热性能

以工业水玻璃为纳米SiO2前驱物,以癸酸(CA)和月桂酸(LA)二元低共熔酸为相变芯材,在表面活性剂的参与下,采用溶胶-凝胶法一步制备出纳米级复合定形相变蓄热材料.利用透射电子显微镜,扫描电子显微镜,傅里叶红外光谱仪,方差扫描量热法和热重分析等测试技术对此定形相变蓄热材料的结构和性能进行分析,并采用瞬态热线法测量了其导热系数.结果表明:相变芯材在吸热熔化后不会产生流动和渗漏;复合相变材料中脂肪酸含量(质量分数)为46%,具有良好的相变蓄热性能(相变温度19.57℃,相变潜热71.28J/g)和热稳定性;复合相变材料导热系数为0.178W/(m.K),可作为一种良好的隔热、保温建筑材料.

空调蓄冷剂液固相图理论计算与实验研究

用ＵＮＩＦＡＣ法计算脂肪酸二元低共熔体液固平衡相图。测其凝固点，绘出实测相图。测出比热及相变潜热，并进行５０次冻熔实验。证明该蓄冷剂过冷度小，凝固时不分层，可逆性好。对ＵＮＩＦＡＣ法某些参数进行修正后，计算相图与实测相图符合较好。

PHB基CA-MA二元低共熔脂肪酸定形相变材料的制备

以聚-β-羟丁酸酯(PHB)作为基体材料,癸酸-肉豆蔻酸(CA-MA)二元低共熔脂肪酸作为相变剂,利用浇注法制备了含有不同比例脂肪酸的室温相变材料。通过热循环试验、傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和动态机械分析(DMA)等方法研究了材料的综合性能。结果表明,滤纸扩散法得出PHB对CA-MA二元低共熔脂肪酸的最大包覆量为40%,此时材料的相变温度为24.65℃,相变焓值为140.26 J/g,复合材料具有很好的相变性能。添加适量的羧甲基纤维素钠(CMC)后,材料的相变温度为24.58℃,相变焓为139.74 J/g,且CMC的加入使CA-MA的热稳定性有所提高,热分解温度提高了19℃左右,同时储能模量(E')提高了5 GPa,材料的刚性提高且微观形貌分散性良好;材料经历热循环前后相变温度、相变焓值和最初热分解温度变化很小。

碳/SiO_2纳米纤维膜基定形相变材料的制备及性能

研究首先制得二元脂肪酸低共熔物,然后将用静电纺丝法制备不同SiO2含量的、并对其进行炭化的PAN/SiO2纳米纤维膜作为支撑材料,吸附二元脂肪酸低共熔物制得碳/SiO2纳米纤维膜基定形相变材料(CSNPCM),利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对制备出的定形相变材料的形貌结构和储热性能进行分析和表征。随着SiO2含量的增加,定形相变材料对二元脂肪酸低共熔物的吸附容量有所降低。SEM结果表明,二元脂肪酸低共熔物均匀地包埋、分散在多孔纳米纤维膜的三维网络结构中。DSC测试结果表明,SiO2的加入降低了定形相变材料的相变潜热,对其相变温度无太大影响。

月桂酸-棕榈酸/Al2O3复合定形相变材料的制备与热性能研究

采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝(AIP)为单一铝源,无水乙醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为聚合物模板,并添加浓盐酸作为催化剂和胶溶剂,制备均一稳定的前驱体纺丝液,再结合静电纺丝与高温煅烧技术制备了Al2O3纤维毛毡,用其作为支撑材料吸附月桂酸-棕榈酸(LA-PA)二元脂肪酸低共熔物制备复合定形相变材料。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和BET比表面积分析仪等手段研究样品的表观形貌与晶型结构。结果表明:经吸附后制得的LA-PA/Al2O3复合定形相变材料具有良好的形貌结构。通过差示扫描量热仪、热导率及自组装热性能测试仪对制备的LA-PA/Al2O3复合定形相变材料的储热性能及热能储存/释放性能进行了研究。结果发现其具有适宜的相变温度和较好的相变焓值,拓宽了复合定形相变材料的应用范围。

月桂酸-十四酸/纳米二氧化硅/活性炭复合相变储能材料的制备与性能研究

以月桂酸-十四酸(LA-MA)二元共晶混合物为相变材料,纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))为支撑材料,活性炭(AC)为导热剂,采用熔融共混法制备了具有高导热系数的LA-MA/nano-SiO_(2)/AC复合相变材料。泄漏性测试表明吸附在nano-SiO_(2)中的LA-MA最佳质量分数为60%。热常数分析仪测量结果表明,当AC质量分数为5%时,复合相变材料的导热系数为0.247W/(m·K),比未添加AC的复合相变材料提高了41.95%。差示扫描量热分析结果表明,AC质量分数为5%的复合相变材料熔融温度为30.3℃,相变潜热为71.7kJ/kg。此外,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和热重分析仪对复合相变材料的微观结构、化学组成和热稳定性进行了分析。结果表明LAMA/nano-SiO_(2)/AC复合相变材料具有良好的热稳定性、热能储存特性,在建筑领域具有广阔的应用前景。

负载纳米银颗粒增强CA-MA/PAN复合相变纤维膜的传热性能

以银纳米颗粒作为传热增强材料制备新型的静电纺聚丙烯腈/纳米银(PAN/Ag-NPs)复合纳米纤维支撑膜,以癸酸-肉豆蔻酸(CA-MA)二元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-MA/PAN/Ag-NPs复合定形相变纤维膜。扫描电子显微镜图像观察显示CA-MA被成功地吸附到静电纺PAN/Ag-NPs复合纤维膜的孔隙网络结构中。DSC测试结果表明添加Ag-NPs对复合纤维膜的储热性能没有显著影响,其相变温度约为10~31℃之间,相变焓值约为131~147kJ/kg。此外,添加10wt.%Ag-NPs后CA-MA/PAN复合纤维膜的储热和放热时间分别缩短了约47%和49%。

用于墙体材料中的月桂酸-癸酸二元复合相变材料的研究

利用"步冷曲线法"及差示扫描量热仪对不同比例的月桂酸-癸酸二元复合体系的相变性能进行了试验研究,研究显示:该体系为具有最低共熔点的二元复合体系,当月桂酸:癸酸3:7时,形成整个二元体系结晶温度最低点,为19℃。在小于此组分比例之前,体系的结晶温度随癸酸百分比增大而降低,大于此组分比例之后,体系的结晶温度随癸酸所占百分比增大而升高。同时分析了步冷曲线中相变点与DSC中相变温度不尽吻合的原因,探讨了步冷曲线试验方法在测试相变材料相变点方面的局限性及优势。

二元脂肪酸/生物基SiO_2复合相变材料的制备与性能

为了获得适用于建筑领域的相变材料和相变温度,选用月桂酸（LA）和棕榈酸（PA）共混制备的二元低共熔脂肪酸（LA-PA）作为储能材料,废弃稻草和稻草灰提取的生物基SiO_2（b-SiO_2）粉末作为载体,采用熔融浸渗法制备了LA-PA/b-SiO_2定形相变储能材料。采用FTIR、XRD、比表面测试、SEM、DSC、TGA对LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结构与性能进行分析。结果表明：LA-PA和b-SiO_2并不是简单的物理相互作用;LA-PA被束缚在b-SiO_2多孔网络中,从而在固相变为液相时,相变材料不会泄露。通过XRD分析可得,随着b-SiO_2含量的增加,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结晶度降低。由DSC和TGA分析可知,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料具有良好的相变性质和热稳定性,相变焓在67.36~146.0J/g之间。

二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能

采用真空浸渗法制备了癸酸-月桂酸(CA-LA)/硅藻土助滤剂定形相变储热复合材料,对样品进行扩散-渗出圈测试、FTIR、SEM、BET、DSC和TG等表征分析,研究了硅藻土助滤剂对CA-LA二元低共熔脂肪酸的定形性能和吸附容量及CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的热物性、热稳定性和蓄放热性能。结果表明:无渗出圈产生的CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料中,硅藻土助滤剂对CA-LA的吸附量约为49.88wt%,CALA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的相变温度和相变潜热分别为21.8℃和75.45J/g;TG和热循环试验结果表明,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料具有良好的热稳定性,经历100次热循环后相变温度和相变潜热的变化量较小;蓄放热性能测试结果证明CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料能够进行蓄热和释热,起到明显的调节和控制环境温度的作用,可应用在建筑节能和储热领域。