复合相变材料的制备及热化学性能研究

【摘要】：本文选取有机材料正十八烷为相变材料,其相变焓为228.1J/g。可见,它具有比较优秀的相变储热性能,在相变材料领域具有较高的使用价值。同时选取具有疏松的多孔结构的无机材料凹凸棒土作为吸附基质。为改善正十八烷相变材料的受热流动行为,本文设计制备了新型正十八烷/凹凸棒土复合相变材料,增加其热稳定性。同时,研究了多孔材料凹凸棒对相变储能材料热性能影响情况,研究结果显示：正十八烷/凹凸棒土复合相变储热材料拥有比较好的热存储性能,而且复合材料对环境温度稳定性加强,说明凹凸棒土能有效地增强材料稳定性。此外,正十八烷/凹凸棒土复合体系在保持相变储能材料优异热量存储性能的前提下,还赋予它优异的受热稳定性。基于对正十八烷相变材料受热流动行为的考虑,本文制备了新型双包覆微胶囊,当微胶囊中正十八烷的含量达到61.7%时(样品4),微胶囊具有令人满意的高相变焓(140.0J/g)及循环热稳定性,同时外观形貌良好。并且明显增加了相变储能微胶囊的热扩散系数。本文首次提出的由2,4-甲苯二异氰酸酯(即TDI)、二亚乙基三胺(即DETA)、聚乙二醇1000(即PEG 1000)三种材料形成的双包覆胶囊壁对微胶囊的储热能力影响较小,但它能有效地提高材料的稳定性和包覆效率。当正十八烷的含量达到61.7%时(样品4)时,微胶囊既具有较高的相变焓(140.0J/g)还具有规整的外观形貌,这也正是本实验预想得到的结果。通过对双包覆相变储能微胶囊TG曲线的分析,证明引入双层壁材对样品的分解温度有所提高,并且随聚乙二醇1000(PEG1000)材料的增加,分解温度逐渐提高,也就是说双层胶囊壁对整个微胶囊的稳定性有所提高,这是由于聚乙二醇1000(PEG1000)就有较好的耐热能力所致。此外,由于聚乙二醇1000(PEG1000)材料的引入,微胶囊的热扩散系数还表现出明显增加的趋势,这是由于聚乙二醇1000(PEG1000)具有良好导热性的缘故(在低于180℃情况下,聚乙二醇可用作导热油)。
【关键词】：凹凸棒土 相变储能材料 双包覆 相变储热 正十八烷
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB34