以月桂酸為相變材料,膨脹珍珠巖為載質,利用真空吸附法制備出月桂酸/膨脹珍珠巖復合相變材料（LA/EP-PCMs）。通過FT-IR、SEM、DSC、TGA對LA/EP-PCMs的微觀結構、相變溫度、相變潛熱、熱穩(wěn)定性進行表征。結果表明:月桂酸能較好地吸附在膨脹珍珠巖孔隙內,它們之間的化學相容性良好。LA/EP-PCMs中月桂酸飽和含量為65%,此時其相變溫度為41.3℃,熱焓為110.1J/g。將5%的納米石墨纖維（NGF）作為添加劑加入到LA/EP-PCMs中,其導熱系數由0.09 W/（m·K）提高到0.16 W/（m·K）,增長了77.7%。熔融凝固實驗表明:摻入NGF將改善復合相變材料的蓄放熱能力,其強化導熱機理是在相變基體外表面和內部形成了導熱網絡。 

【文章來源】：材料導報. 2017,31(10)北大核心

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【部分圖文】：

圖１熔融凝固曲線測量裝置Ｆｉｇ．１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇ

數據，精度為±０．１℃。圖１熔融凝固曲線測量裝置Ｆｉｇ．１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｆｒｏｚｅｎｃｕｒｖｅｓ導熱系數測定。采用ＤＲＥ－２Ｃ導熱系數儀（瞬間平面熱源法）測定ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ、Ｇ／ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的導熱系數，測量精度為±０．０１Ｗ／（ｍ·Ｋ）。取一定質量的樣品，將其壓制成兩個相同的圓柱體（Φ５０ｍｍ×２０ｍｍ），用３２０目砂紙將其表面打磨平整，用平面探頭測定，如圖２所示。測試溫度為室溫，每組樣品反復測量８次，取平均值。圖２導熱系數測定示意圖（ａ）和探頭結構示意圖（ｂ）Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｌｏｔｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｔｅｓｔ（ａ）ａｎｄｈｏｔｄｉｓｋｐｒｏｂｅ（ｂ）２結果與討論２．１ＥＰ與ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的ＳＥＭ分析圖３為ＥＰ與ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ放大５００倍的掃描電鏡圖。從圖３（ａ）可以看出，ＥＰ內部有許多幾十微米到幾百微米大小不一的孔，各孔之間相互貫通，這為ＥＰ吸附ＬＡ提供了很好的結構條件。此外，還容易觀察到孔腔內充斥著大量片狀的破壁，這些破壁源于ＥＰ內部的水分在高溫下快速蒸發(fā)而將孔壁沖破所致，但是孔壁表面較為平整光滑。圖３（ｂ）為ＬＡ含量為５５％的ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ，對比未吸附相變材料的ＥＰ，很明顯能觀察到孔腔因為ＬＡ的填充寬度變小，并且內壁不再光滑而是粘附著較多的層狀物質。隨著ＬＡ含量的增加，ＥＰ的孔腔逐漸變小，層狀物質越積越厚。圖３（ｄ

中ＬＡ的飽和含量為６５％，繼續(xù)增大ＬＡ的質量分數已不能提高ＬＡ的吸附量。圖３ＥＰ和ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的掃描電鏡圖片Ｆｉｇ．３ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＥＰａｎｄＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ２．２ＬＡ與ＥＰ的相容性分析圖４為ＬＡ、ＥＰ以及ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的紅外光譜圖。由圖４可見，３４５２ｃｍ－１處為ＥＰ中Ｓｉ－Ｏ－Ｈ與孔隙水分子Ｏ－Ｈ伸縮振動所引起的吸收峰；２９５４ｃｍ－１和２８４９ｃｍ－１處為Ｃ－Ｈ基團振動所引起的吸收峰。１０４９ｃｍ－１處是由環(huán)狀Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ非對稱伸縮振動所引起的吸收峰；４５４ｃｍ－１處為Ｓｉ－Ｏ－Ａｌ和Ａｌ－Ｏ的耦合振動所引起的吸收峰；１４７０ｃｍ－１處為ＬＡ中所含官能團－Ｃ－Ｏ－振動所引起的特征吸收峰；１７０１ｃｍ－１左右為Ｃ＝Ｏ的吸收峰；７１９ｃｍ－１處附近則是烷烴鏈大于４的特征峰。對比ＥＰ與ＬＡ復合前后的紅外譜圖曲線，可見ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ譜圖中未出現新的特征峰，且吸收峰的位置沒有明顯改變，說明ＬＡ和ＥＰ在復合過程中官能團未發(fā)生改變，圖４ＬＡ、ＥＰ及ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的紅外光譜圖Ｆｉｇ．４ＦＴ－ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＬＡ，ＥＰａｎｄＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ沒有生成新的化學鍵，它們之間為物理吸附作用，沒有發(fā)生化學變化，ＬＡ與ＥＰ之間化學相容性良好，ＬＡ的相變儲能特性沒有發(fā)生改變。２．３ＬＡ與ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的ＤＳＣ分析圖５為ＬＡ與ＬＡ／ＥＰ－ＰＣＭｓ的ＤＳＣ曲線。表２


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