高傳熱性有機(jī)相變材料的制備與性能研究.pdf

1、相變儲(chǔ)能材料的研究近年來(lái)引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，它可以應(yīng)用于太陽(yáng)能儲(chǔ)存、節(jié)能建筑材料和調(diào)溫纖維的制備等諸多領(lǐng)域。有機(jī)相變材料因其儲(chǔ)能密度高、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒無(wú)腐蝕等特點(diǎn)，成為最具潛力的相變材料，但有機(jī)相變儲(chǔ)能材料普遍存在熱導(dǎo)率低的缺點(diǎn)，大大影響了材料在實(shí)際應(yīng)用中的儲(chǔ)能效率。
　　 論文通過(guò)填充納米金屬氧化物顆粒、填充石墨烯和相變材料納米膠囊化這三種方法提高了有機(jī)相變材料熱傳導(dǎo)性能，并采用多種測(cè)試手段對(duì)制備的復(fù)合相變材料的性

2、能進(jìn)行了深入研究。論文主要分為三個(gè)部分：
　　 第一部分研究了高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)納米顆粒與丁四醇共混的復(fù)合相變材料的制備與性能。通過(guò)ZnO納米顆粒和Al2O3納米顆粒分別與丁四醇加熱、超聲和物理攪拌的方法制備了復(fù)合相變材料，并通過(guò)傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線(xiàn)衍射(XRD)、熱重分析(TG)、熱導(dǎo)率和差熱掃描量熱(DSC)等測(cè)試對(duì)復(fù)合前后丁四醇的性能進(jìn)行分析。測(cè)試結(jié)果顯示，丁四醇復(fù)合材料的熱導(dǎo)率有了明顯提高，相變焓高達(dá)300 J/g

3、以上，較丁四醇僅降低了10％左右。FTIR圖譜和XRD圖譜分析證明了丁四醇在納米粒子復(fù)合前后沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且晶體結(jié)構(gòu)也沒(méi)有發(fā)生變化。
　　 第二部分探討了水溶性石墨烯/PEG復(fù)合相變材料的制備及其性能，首先用氧化石墨為原料制備了水溶性良好的石墨烯，與PEG在水溶液中通過(guò)超聲、加熱、攪拌的方法制備了石墨烯/PEG復(fù)合相變材料。對(duì)實(shí)驗(yàn)制備的石墨烯進(jìn)行的透射電鏡測(cè)試結(jié)果顯示，石墨烯表面光滑，單層透明。熱導(dǎo)率分析表明PEG與4 w

4、t％的水溶性石墨烯復(fù)合后，PEG熱導(dǎo)率為1.042 W/m·K，提高了296％，而從差熱掃描量熱結(jié)果看出，PEG復(fù)合材料的相變焓基本維持不變。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡證明了石墨烯與PEG共混均勻，F(xiàn)TIR圖譜和XRD圖譜分析顯示在復(fù)合過(guò)程中，石墨烯和PEG沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且晶體結(jié)構(gòu)基本保持不變。
　　 第三部分主要研究十六醇納米膠囊的制備與性能，通過(guò)提高材料傳熱面積的方法提高材料的傳熱性。實(shí)驗(yàn)以十六醇為芯材，苯乙烯為聚合單體用一步