本文關(guān)鍵詞：高儲(chǔ)能密度的聚氨酯復(fù)合定形相變材料研究

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【摘要】：為了解決固-液相變材料在使用過(guò)程中的泄漏問(wèn)題,研究者通常使用物理或化學(xué)方法將固-液相變材料與支撐材料進(jìn)行復(fù)合制備復(fù)合定形相變材料。然而,傳統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)如聚乙烯、二氧化硅、膨脹石墨、金屬泡沫等,雖然能夠吸附并束縛一定量的固一液相變材料,阻止液體的自由流動(dòng),完成定形相變,卻使得相變材料的有效含量明顯降低,從而導(dǎo)致材料的相變焓值大幅度下降。為了降低固-液相變材料的封裝造成的影響,本論文設(shè)計(jì)并制備了聚氨酯類定形相變材料,并將其作為支撐結(jié)構(gòu),與典型的固-液相變材料進(jìn)行復(fù)合,得到了儲(chǔ)能密度高的復(fù)合定形相變材料。本論文利用PEG作為軟段,甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)、偶氮染料作為硬段,制備了線性聚氮酯結(jié)構(gòu)的定形相變材料,該材料定形效果好,熱穩(wěn)定性高,并具有可見(jiàn)光吸收及光熱轉(zhuǎn)換功能。將該線性聚氨酯與十六醇通過(guò)溶液混合法進(jìn)行復(fù)合,得到了十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料,經(jīng)FTIR、XRD、DSC、TG、光熱轉(zhuǎn)換測(cè)試及壓片加熱測(cè)試發(fā)現(xiàn),十六醇與線性聚氨酯的復(fù)合為物理混合,其中十六醇的含量最高可達(dá)63.8wt%而不發(fā)生液體泄漏,此時(shí)相變焓值可達(dá)229.5 J/g,該材料光熱轉(zhuǎn)換效率高,熱穩(wěn)定性好,滿足應(yīng)用要求。本論文利用PEG為軟段,三苯基甲烷三異氰酸酯(TTI)為硬段,設(shè)計(jì)并制備了具有交聯(lián)聚氨酯結(jié)構(gòu)的定形相變材料,該材料具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),機(jī)械韌性強(qiáng),定形效果好。將交聯(lián)聚氨酯作為支撐結(jié)構(gòu),與石蠟進(jìn)行復(fù)合,制備了石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料。經(jīng)FTIR及XRD測(cè)試,石蠟與交聯(lián)聚氨酯間未發(fā)生化學(xué)反應(yīng),摻雜也沒(méi)有對(duì)PEG及石蠟的結(jié)晶形態(tài)產(chǎn)生影響,由SEM圖像可知,石蠟吸附在交聯(lián)聚氨酯中的PEG鏈上,填充了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙,由DSC測(cè)試結(jié)果可知,復(fù)合材料中石蠟的含量最高可達(dá)74wt%而沒(méi)有液體泄漏,此時(shí)相變焓值達(dá)到210.6 J/g。本論文將上述交聯(lián)聚氨酯材料作為支撐結(jié)構(gòu),與PEG(Mn=10000)進(jìn)行復(fù)合,制備了PEG 10000/交聯(lián)聚氨酯定形復(fù)合相變材料。經(jīng)各項(xiàng)測(cè)試發(fā)現(xiàn),該系列復(fù)合材料相變焓值高,定形效果好,熱穩(wěn)定性高,各項(xiàng)性能優(yōu)異。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合相變材料 相變焓值高 聚氨酯
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-26
• 1.1 無(wú)機(jī)相變材料10-11
• 1.2 有機(jī)相變材料11-17
• 1.2.1 石蠟類有機(jī)相變材料11-12
• 1.2.2 非石蠟類有機(jī)相變材料12-17
• 1.3 復(fù)合相變材料17-23
• 1.3.1 微膠囊法17-19
• 1.3.2 物理吸附法19-20
• 1.3.3 物理共混法20-21
• 1.3.4 溶膠凝膠法21-23
• 1.4 相變材料的應(yīng)用23-25
• 1.4.1 建筑行業(yè)23-24
• 1.4.2 余熱利用24
• 1.4.3 空調(diào)系統(tǒng)24-25
• 1.4.4 紡織行業(yè)25
• 1.5 本論文研究意義及思路25-26
• 2 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的制備及性能研究26-37
• 2.1 前言26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-28
• 2.2.1 主要試劑及儀器設(shè)備26-27
• 2.2.2 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的制備27-28
• 2.2.3 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的表征及性能測(cè)試28
• 2.3 結(jié)果與討論28-36
• 2.3.1 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的紅外光譜表征29-31
• 2.3.2 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的結(jié)晶性能測(cè)試31
• 2.3.3 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的熱性能測(cè)試31-33
• 2.3.4 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的定形性能測(cè)試33-34
• 2.3.5 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性測(cè)試34-35
• 2.3.6 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的光熱轉(zhuǎn)換性能測(cè)試35-36
• 2.4 小結(jié)36-37
• 3 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的制備及性能研究37-47
• 3.1 前言37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分37-39
• 3.2.1 主要試劑及儀器設(shè)備37-38
• 3.2.2 石蠟/交聯(lián)型聚氨酯復(fù)合相變材料的制備38-39
• 3.2.3 十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的表征及性能測(cè)試39
• 3.3 結(jié)果與討論39-46
• 3.3.1 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的紅外光譜表征39-41
• 3.3.2 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的結(jié)晶性能測(cè)試41
• 3.3.3 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的掃描電鏡(SEM)圖41-42
• 3.3.4 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的定形效果測(cè)試42-43
• 3.3.5 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的熱性能測(cè)試測(cè)試43-44
• 3.3.6 石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性測(cè)試44-46
• 3.4 小結(jié)46-47
• 4 聚乙二醇/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的制備及性能研究47-55
• 4.1 前言47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 4.2.1 主要試劑及儀器設(shè)備47-48
• 4.2.2 聚乙二醇/交聯(lián)型聚氨酯復(fù)合相變材料的制備48-49
• 4.2.3 聚乙二醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料的表征及性能測(cè)試49
• 4.3 結(jié)果與討論49-54
• 4.3.1 聚乙二醇/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的紅外光譜表征49-50
• 4.3.2 聚乙二醇/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的結(jié)晶性能測(cè)試50
• 4.3.3 聚乙二醇/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的定形性能測(cè)試50-51
• 4.3.4 聚乙二醇/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的熱性能測(cè)試51-52
• 4.3.5 聚乙二醇/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性測(cè)試52-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況63-64
• 致謝64-65

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