以聚乙二醇（PEG）為相變材料,石墨烯氣凝膠（GA）為基體,分別采用水熱法和熱熔滲法兩種方法制備PEG/GA相變復合材料。利用X線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、熱重-差示掃描量熱儀（TG-DSC）等對相變復合材料的微觀結構、化學組成和熱物性參數(shù)進行表征,同時采用液相泄漏和表面溫度測試實驗表征材料的防泄漏和隔熱性能。結果表明:水熱法的最優(yōu)水熱反應溫度為180℃,而最優(yōu)反應時間為12 h,PEG與GA為物理混合且復合良好,無高溫液相泄漏發(fā)生,相變復合材料的熔化焓為139.4 J/g,結晶焓為175.7 J/g,而50次熱循環(huán)后的熔化焓降低到139.4 J/g,結晶焓減小到149.0 J/g。熱熔滲法中最優(yōu)熱熔滲溫度為90℃,而最優(yōu)浸漬時間為45 min,PEG與GA為物理混合且PEG分子鏈以特定方向排布于石墨烯片層中間,同時該復合材料也無液相泄漏發(fā)生,相變復合材料的熔化焓為205.2 J/g,結晶焓為223.4 J/g,而50次熱循環(huán)后相變焓基本沒有變化,熱熔滲法PEG/GA相變復合材料具有更優(yōu)異的結構和性能。 

【文章來源】：南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2020,42(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同PEG摻入量的樣品

采用熱熔滲法制得PEG/GA相變復合材料時,由于PEG-6 000的熔點為55～60 ℃,因此,熱熔滲溫度選取70、80、90和100 ℃。在每個溫度點浸漬時,每隔15 min將樣品取出擦干稱質量,每個溫度點測試75 min。不同熱熔滲溫度、不同浸漬時間的樣品質量增加率曲線如圖2所示。由圖2可得:隨著浸漬時間的延長,樣品的質量增加率均先增加后趨于平緩;熱熔滲溫度在90 ℃時,樣品質量增加最快且最多,說明PEG摻入量最多,在45 min后質量趨于穩(wěn)定,說明樣品吸收PEG達到飽和。因此,確定最優(yōu)熱熔滲溫度為90 ℃,浸漬時間約為45 min。2.2 XRD分析結果

圖3為PEG、GA和PEG/GA的XRD圖譜。從圖3可以看出:GA在26°處有一個小的寬峰,PEG在19.24°和23.42°處存在很強的衍射峰,而PEG/GA樣品的衍射峰都出現(xiàn)在PEG和GA的強峰所在的角度,且這些峰只是PEG與GA衍射峰的疊加,除此之外并沒有出現(xiàn)新的衍射峰,表明PEG與GA之間只是物理吸附,沒有發(fā)生化學反應。2.3 SEM分析結果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]相變材料的研究進展[J]. 王鑫,方建華,劉坪,林旺,馮彥寒,江澤琦,范興鈺.  功能材料. 2019(02)
[2]氣凝膠納米材料的研究進展[J]. 沈曉冬,吳曉棟,孔勇,崔升.  中國材料進展. 2018(09)
[3]有機-無機復合相變材料的研究進展[J]. 何媚質,楊魯偉,張振濤.  化工進展. 2018(12)
[4]儲熱材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 冷光輝,曹惠,彭浩,常春,熊亞選,姜竹,叢琳,趙彥琦,張贛,譙耕,張葉龍,許永,趙偉杰,丁玉龍.  儲能科學與技術. 2017(05)
[5]脂肪酸類相變儲能建筑材料的研究及應用[J]. 李琳,琚誠蘭,戴浩,李東旭.  現(xiàn)代化工. 2015(08)
[6]正癸酸-棕櫚酸-硬脂酸三元脂肪酸復合相變材料的熱性能[J]. 黃雪,崔英德,尹國強,馮光炷.  化工新型材料. 2015(01)
[7]聚乙二醇復合相變材料的研究進展[J]. 何麗紅,李文虎,李菁若,佟禹,朱洪洲.  材料導報. 2014(01)
[8]相變儲能材料節(jié)能評價試驗[J]. 周全,郭紅斌,李清海,李東旭.  南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2013(03)
[9]無機材料基復合相變材料的制備[J]. 鄭立輝,宋光森,葛立芳,張福平.  廣東化工. 2011(12)
[10]熔融鹽相變儲熱材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 路陽,彭國偉,王智平,王克振,馬榕彬.  材料導報. 2011(21)



本文編號：3277833