MPCMs/环氧树脂复合材料导热调温性能

目的制备MPCMs/环氧树脂复合材料,研究石蜡相变微胶囊(MPCMs)对环氧树脂导热调温性能的影响。方法采用共混法制备MPCMs/环氧树脂复合材料,对共混改性的复合材料进行导热、储热、调温及热稳定性能表征。结果 MPCMs/环氧树脂复合材料导热系数增大,为原来的4.91倍以上,相变潜热特性与MPCMs的质量分数成正比,有自我调节温度能力。结论 MPCMs/环氧树脂复合材料提高了环氧树脂的导热性能,保留了MPCMs的相变储热调温性能,热稳定性良好。

具有嵌入特性的MPCM型编码方案的研究

本文提出了不需传送副信息的MPCM-AQFB编码方案,及具有嵌入特性的MPCM-AEFB方案。导出了它们的信噪比表达式,并用语音进行了计算机模拟。结果表明,MPCM-AQFB的性能好于MPCM-AQF。计算机模拟及理论上都证明了MPCM-AEFB的可行性。

MPCM模式在舰船综合通信系统总线中的应用

在舰船的综合通信系统中,设备控制板的指令传输多采用RS-485的总线形式,应用多处理器通信模式(Multi-processor Communication mode,MPCM)可有效的提高系统总线的工作效率,保证系统的作战能力,同时MPCM在故障检测中也起到积极的作用。

复合相变蓄热涂层的蓄放热调温特性

相变材料(phase change materials,PCM)与建筑围护结构相结合,可以有效利用间歇性可再生能源不均匀分布的特点,在温度变化较小的情况下吸收大量的热量,减小室温的波动。将微胶囊相变材料加入到腻子粉中制备复合相变涂料,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)和热重分析仪(thermogravimetric,TG)对其微观形貌、相变特性和热稳定性进行表征。将复合相变涂料应用于水泥板内表面,研究微胶囊相变材料(microcapsule phase change material,MPCM)含量对复合相变涂层蓄热调温性能的影响。结果表明:复合相变涂层的温度变化速率比普通涂层慢,随着微胶囊相变材料含量的增加,复合相变涂层与普通涂层的表面温差呈递增趋势。复合相变涂层能明显降低峰值温度和温度的波动范围,起到调节室温的作用。微胶囊相变材料含量从0增加到30%,复合相变涂层与普通涂层的温差逐渐增大,最大为3.2℃。与普通涂层相比,随着微胶囊相变材料含量的增加,复合相变涂层室内温度保持24~28℃的时间逐渐增加,微胶囊相变材料含量为30%的复合相变涂层室内温度保持24~28℃的时间比普通涂层延长23.5 min。

微胶囊相变材料对砂浆热性能和力学性能的影响

将微胶囊相变材料(MPCM)加入水泥砂浆中制成建筑储能砂浆,研究了储能砂浆的微观形貌、相变特性、热稳定性、导热系数、储热性能和力学性能.结果表明:储能砂浆的导热系数随MPCM含量的增加而降低;储能砂浆的MPCM芯材为固态时的导热系数大于其为液态时的导热系数;当MPCM含量为20%时,储能砂浆的内表面峰值温度较水泥砂浆降低3.1℃,达到峰值温度的时间比水泥砂浆延迟20.5 min,其28 d龄期硬化浆体的抗压强度为9.3 MPa;储能砂浆具有足够的抗压强度和良好的储能调温能力,可用于建筑围护结构.

消防服用蓄热调温热防护材料的研究

为增加消防服用多层织物的蓄热调温功能,在保障其热防护性能前提下,引入微胶囊相变材料(MPCM)。选取3种相变温度(37、43和49℃)、2种放置位置和4种相变材料用量(分别为多层织物质量的30%、45%、60%和100%),通过缝制法制备蓄热调温热防护材料,并将其与多层织物结合制备消防服用多层织物系统。采用改进的热防护性能测试仪及皮肤模拟传感器,动态化研究不同因素对消防服用多层织物系统热防护性能的影响。结果表明:相变温度为43℃、蓄热调温热防护材料放置在隔热层与舒适层之间,多层织物系统的热防护性能最好;随着MPCM用量增加,多层织物系统的热防护性能提升,但考虑到成本及服装的热湿舒适性等因素,MPCM用量为多层织物质量的45%时最佳,此时多层织物系统的二级烧伤时间可达257.13 s,相比未添加蓄热调温热防护材料的多层织物系统热防护性能提高了148.22%。研究为开发兼具热防护性能与蓄热调温功能的高性能热防护材料提供了理论依据。

相变微胶囊整理棉织物的结构与性能

为研制具有蓄热调温功能的织物,将微胶囊相变材料(MPCMs)整理到棉织物上,通过SEM、FT-IR、DSC及织物强力仪等测试手段测定整理前后棉织物的结构与性能。结果表明:MPCMs可被均匀地整理到棉织物表面,MPCMs整理对棉织物的微细结构不产生影响;经MPCMs整理后棉织物可以吸收一定的热量,整理后棉织物的热分解温度和熔融热焓值均较整理前提高;织物升温曲线表明经MPCMs整理后,织物具有优异的调温性能;整理后的棉织物经、纬向断裂强度均提高,透气性能有一定程度的下降。

碳纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能研究

改善磷酸镁水泥砂浆（MPCM）的韧性有利于促进其在混凝土结构加固和修复领域的应用。为了增强MPCM的韧性,对比研究了未处理和硝酸预处理碳纤维对 MPCM力学性能的影响,分析了碳纤维增韧 MPCM的机制。结果表明,当碳纤维质量掺量为0.4%时,MPCM 7 d抗折强度增大44.5%；3~6 mm碳纤维有利于提高MPCM的抗压强度,而6~10 mm碳纤维更有利于提高 MPCM的抗折强度；未处理碳纤维与磷酸镁水泥（MPC）水化产物之间为物理作用,碳纤维未能充分发挥增韧效果；在40~60℃、浓度68%的硝酸中浸泡30~60 min有利于改善碳纤维与MPC水化产物的界面粘结,使预处理后的碳纤维和MPC水化产物产生嵌合作用,显著增强了MPCM的力学性能和韧性。

碳纳米管和纳米铝改性相变微胶囊的制备及特性

采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材、复合纳米铝及羧基化短多壁碳纳米管(CNT)的改性相变微胶囊,测试了无添加剂、只复合纳米铝以及同时复合纳米铝和CNT的相变微胶囊的外观、粒径、过冷度、导热系数以及悬浮液物理稳定性。结果表明,改性微胶囊外观圆润,粒径有所增大,悬浮液48 h不分层;同时复合两种物质使过冷度从12. 7℃降低到5. 3℃,仅比芯材本身过冷度高0. 9℃,基本消除了低温放热峰,使热量几乎全在高温放热峰快速释放,其导热系数提高到0. 87 W/mK,提高了295. 45%。

脂肪酸相变材料的封装制备及热工性质

本研究旨在解决能源供需在时间、空间和强度上的不匹配问题,以及单一相变材料存在的不足。采用原位聚合法制备了以月桂酸-肉豆蔻酸-棕榈酸-硬脂酸(LA-MA-PA-SA)四元低共熔脂肪酸为芯材,三聚氰胺改性酚醛树脂为壁材的复合相变微胶囊。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TG)对微胶囊进行表征。结果表明:当酚醛树脂预聚体合成的pH值为8~9、乳化剂为Span 60与Tween 60以质量比3∶7复合而成、胶囊化过程中搅拌速度为600 r/min及芯材与壁材质量比为1.37∶1时,所制备的微胶囊表面光滑、粒径分布均匀、包裹率较高,其相变温度和熔融潜热分别为32.93℃和87.67 J/g。微胶囊的芯材与壁材仅为简单的物理嵌合,且经过50次冷热循坏后,具有良好的储热性能和热稳定性。

水泥基用相变微胶囊的颗粒特征与热力学性能

以石蜡、癸酸为芯材,脲醛树脂为壁材,间苯二酚为固化剂,采用原位聚合法制备相变微胶囊,采用ESEM、DSC、TGA来研究相变微胶囊颗粒形貌、粒径分布、热力学性能,以及相变微胶囊掺入水泥基体中的微观形貌。结果表明:微胶囊表面光滑,结构紧致;石蜡微胶囊的相变温度和相变焓分别是54.6℃和61.43 J/g,而癸酸微胶囊的相变温度和相变焓分别是29.7℃和90.73 J/g;加入固化剂使得微胶囊产率从50%提升到78%以上;30次温度循环石蜡微胶囊相变晗无损失,癸酸微胶囊相变焓损失了31%;微胶囊在水泥基中分布均匀,形貌保存良好。

纳米复合相变微胶囊涂层织物的热缓冲性能

制备了掺杂碳纳米管的相变微胶囊和同规格常规相变微胶囊,并对涤棉织物进行涂层整理。采用温度巡检仪测定了涂层织物在温度骤变情况下的"温度-时间"曲线,应用差示扫描量热仪测试了微胶囊吸热和放热情况下的热焓值。以热缓冲时间间隔(TBI)和热调节能力(TRC)为评价指标,对不同涂层织物热调节性能做了量化比较。结果显示,相变微胶囊涂层织物有明显的温度缓冲效果;在相变温度区间,涂层织物温度变化率趋近于零;用碳纳米管掺杂的复合微胶囊涂层织物的热调节能力优于常规微胶囊处理的织物。

相变微胶囊悬浮液的喷淋换热特性研究

针对传统流体换热效率低的问题,使用芯材为正二十二烷(C_(22)H_(46))的相变微胶囊悬浮液(MPCMS)和纯水作为喷淋介质,搭建了1个小型喷淋塔装置。设定了5个初始喷淋温度(35℃、40℃、44℃、47℃、51℃)和3个空气流量(0.011 m^(3)/s、0.018 m^(3)/s、0.025 m^(3)/s)作为试验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性。研究结果表明:在常温常湿环境下,相变微胶囊悬浮液在不同工作温度区间的换热效果各有不同,当空气流量为0.018 m^(3)/s、0.025 m^(3)/s时,使用初始喷淋温度为44℃、47℃的MPCMS作为喷淋介质,比纯水更能提高换热效果;当空气流量为0.011 m^(3)/s时,使用初始喷淋温度为44℃的MPCMS作为喷淋介质比纯水更能提高换热效果。

改性聚丙烯纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能研究

增强磷酸镁水泥砂浆(MPCM)的抗弯韧性有利于促进其在混凝土路面修复领域的应用。为了增强MPCM的抗弯韧性,对比研究了未处理和硅烷偶联剂预处理的聚丙烯纤维对MPCM抗弯韧性的影响,分析了预处理聚丙烯纤维增韧MPCM的机制。结果表明,聚丙烯纤维质量掺量0.4%时,MPCM7d抗折强度增大23.5%;6-10mm聚丙烯纤维有利于提高MPCM的抗压强度,而10-19mm聚丙烯纤维更有利于提高MPCM的抗折强度;未处理聚丙烯纤维与磷酸镁水泥(MPC)水化产物之间为物理作用,聚丙烯纤维并未充分发挥增韧效果;用浓度20%的硅烷偶联剂溶液改性处理30~60min有利于改善聚丙烯纤维与MPC水化产物的界面粘结,使MPC水化产物和预处理后的聚丙烯纤维产生嵌合作用,显著地增强了MPCM的抗弯韧性。

相变材料在太阳能热水系统中的应用研究综述

从相变材料的种类和发展趋势、相变材料微囊化以及微胶囊相变材料浆料特性等方面,对相变材料在太阳能热水系统中的应用研究进行了综述。结合太阳能热水系统的能量供需特点,提出通过改善相变材料的热力学特性,开发新型的太阳能热水系统,提高太阳能的利用率,减少世界常规化石燃料消耗和碳排放。

相变微胶囊对水泥石宏观性能与微观结构的影响

研究了相变微胶囊(Microencapsulated Phase Change Materials,MPCM)对水泥石力学性能和储热性能的影响规律和微观机理.首先制备掺有0、5%、10%和20%相变微胶囊的水泥石,标准养护至3 d和28 d,测试其抗折、抗压强度和相变潜热;然后采用等温量热仪、同步热分析仪、压汞仪和扫描电子显微镜表征水泥石的水化程度、孔结构以及微观形貌.结果表明:MPCM的掺入使水泥石具备一定的储热性能,相变潜热为9.36 J/g.MPCM在相变过程中的吸热明显延缓水泥水化进程,降低放热量;而在30 h之后,水化放热量随MPCM掺量的增加逐渐增大,水化产物含量明显增加,这可能与MPCM为水化产物提供成核位点促进水化有关.MPCM在水泥石中主要以团聚体形式存在,团聚体内部胶囊大多呈皱缩状并伴随破裂外壳,部分团聚体边缘呈现因芯材泄露凝固形成的细胞壁状结构.MPCM增加凝胶孔、过渡孔、大孔和气孔等各类孔的含量,明显增大水泥石的孔隙率以及平均孔径,最终显著降低水泥石的抗折强度与抗压强度.

调温微胶囊整理织物性能研究

将含有固-液相变材料的调温微胶囊结合水性聚氨酯黏合剂,通过浸轧的后整理方式处理到纯棉织物上,使织物具备一定的调温效果。探讨了调温整理液中调温微胶囊含量占比对织物增重、调温性能、透气性能以及透湿性能的影响。结果表明:经过调温整理后的织物焓值与整理液中调温微胶囊的含量有关,调温微胶囊含量越高,织物焓值越大;将升、降温阶段的实际焓值与理论焓值进行Pearson相关性分析,两者之间呈现较高程度的正相关关系。通过调温整理后织物的升温实验可知,整理液中调温微胶囊含量越高,织物升温速率越慢。在黏合剂浓度一定的条件下,调温微胶囊含量越高,织物增重越明显,织物透气性越差。与原织物比较,经过调温整理后的织物透湿性能下降,但是,比较经过不同调温微胶囊含量整理的织物,浸轧液中调温微胶囊含量越高,织物的透湿性能反而越好。

水泥稳定砾石骨料振动与击实成型对比试验

为对比水泥稳定砾石材料振动压实与重型击实之间的关系,进行了3类典型级配,2种水泥剂量的振动与重型击实对比试验。结果表明：振动压实比重型击实最佳含水量减小10%~20%,最大干密度是重型击实结果的1.01~1.02倍;重型击实法对砾石级配的破坏要大于振动压实法;相同水泥剂量下,振动成型的试件7 d无侧限抗压强度比静压成型的高。

纳米铝和石墨烯量子点改性的相变微胶囊的制备及特性

本工作旨在探索石墨烯量子点及纳米铝对改善相变微胶囊热性能、悬浮液物理稳定性等特性的作用。以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材,采用原位聚合法制备了三个相变微胶囊样品,分别为不复合石墨烯量子点及纳米铝的样品、复合1.5%石墨烯量子点的样品、复合1.5%石墨烯量子点及7%(质量分数)纳米铝的样品。通过扫描电镜、粒度仪、热传导系数仪、差示扫描量热仪及静置法分别对相变微胶囊的外观、粒径分布、热导率、热物性以及相变悬浮液物理稳定性进行了表征与分析。结果表明,改性微胶囊成型良好,石墨烯量子点的加入有助于提高微胶囊粒径的均匀性,同时复合石墨烯量子点及纳米铝的微胶囊导热系数提高了254.55%,达到0.78 W/(m·K),包覆率提高至92.65%,且相变悬浮液实现了48 h不分层。