本文關(guān)鍵詞：二元復(fù)合常溫相變材料的制備及其性能評價

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【摘要】：近年來物流行業(yè)快速發(fā)展,溫度敏感型產(chǎn)品對運(yùn)輸條件提出了更高的要求,為了確保儲藏運(yùn)輸配送各環(huán)節(jié)始終處于溫控狀態(tài),將無源控溫包裝應(yīng)用到控溫物流中顯得尤為重要,并受到了工程界的廣泛關(guān)注。相變材料是實(shí)施控溫包裝的基礎(chǔ),相變材料能夠儲存和釋放能量,使環(huán)境溫度保持在一個溫度平臺,使能源得到充分利用。固液相變材料在液態(tài)時容易泄漏,因此考慮制備定形相變材料;無機(jī)水合鹽存在過冷和相分離問題,需要加入合適的添加劑進(jìn)行解決。本課題針對上述的問題進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)以癸酸-棕櫚酸(CA-PA)為相變主材料,MCM-41、納米Si_3N_4、活性炭、膨脹石墨為支撐材料,采用真空吸附法制備了脂肪酸定形相變材料。樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過FT-IR表征;表面微觀結(jié)構(gòu)通過掃描電子顯微鏡SEM表征;熱物理性能和加速熱循環(huán)性能通過DSC分析法表征。結(jié)果表明CA-PA和支撐材料(MCM-41、納米Si_3N_4、活性炭、膨脹石墨)都只是簡單的嵌合關(guān)系,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新物質(zhì);CA-PA可以很好地吸附到無機(jī)支撐材料中;定形相變材料的熱物理性能較好,可以經(jīng)歷500次加速熱循環(huán)。(2)以Na_2HPO_4·12H_2O和Na_2SO4·10H2O水合鹽為相變主材料,研究各種助劑如防過冷劑、防相分離劑、保水劑、納米材料、多孔材料等對相變材料的影響,并對其熱物理性能、導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測試。結(jié)果表明添加3 wt%Na2SiO3·9H2O和3 wt%TiO_2均可以降低無機(jī)混鹽的過冷度;而且納米材料的加入也提高了導(dǎo)熱系數(shù),節(jié)約了整個結(jié)晶時間,提高了蓄能效率;納米纖維素可以增加溶液粘度,不能單獨(dú)作為成核劑,但是可以和Na2SiO3·9H2O一起作為成核劑降低過冷度;添加2 wt%CMC更符合加工條件、成本較低;加入多孔材料膨脹石墨和活性炭,可以維持無機(jī)混鹽相變材料的形態(tài)穩(wěn)定,阻止了液態(tài)時的泄漏。(3)對CA-PA-納米Si_3N_4在EPS保溫箱中的控溫效果進(jìn)行研究,通過45℃的恒溫環(huán)境下保溫箱中的溫度變化情況來反映相變材料的保溫效果。結(jié)果表明在45℃恒溫環(huán)境下經(jīng)歷24 h后,EPS保溫箱內(nèi)的溫度在26.5℃以下,保溫效果良好。
【關(guān)鍵詞】：常溫 相變 脂肪酸 定形 無機(jī)混鹽
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 引言7
• 1.2 相變材料儲能理論7-8
• 1.2.1 潛熱儲能機(jī)理7-8
• 1.2.2 結(jié)晶理論8
• 1.3 相變材料分類8-11
• 1.3.1 無機(jī)相變材料9
• 1.3.2 有機(jī)相變材料9
• 1.3.3 復(fù)合相變材料9-11
• 1.4 復(fù)合常溫相變材料的研究進(jìn)展11-12
• 1.5 相變材料的選擇12
• 1.6 相變材料的性能指標(biāo)及測試方法12-15
• 1.6.1 相變溫度12-13
• 1.6.2 相變潛熱13
• 1.6.3 導(dǎo)熱系數(shù)13
• 1.6.4 過冷度13-14
• 1.6.5 穩(wěn)定性14-15
• 1.7 本課題的研究意義、目的及主要內(nèi)容15-17
• 1.7.1 研究意義15
• 1.7.2 研究目的15
• 1.7.3 主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 脂肪酸定形常溫相變材料的制備及性能表征17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 材料與方法17-19
• 2.2.1 材料與試劑17
• 2.2.2 主要儀器與設(shè)備17-18
• 2.2.3 試驗(yàn)方法18-19
• 2.3 結(jié)果和討論19-34
• 2.3.1 脂肪酸定形常溫相變材料的結(jié)構(gòu)分析19-20
• 2.3.2 脂肪酸定形常溫相變材料的形貌分析20-22
• 2.3.3 脂肪酸定形常溫相變材料的熱物理性能分析22-27
• 2.3.4 脂肪酸定形常溫相變材料的熱穩(wěn)定性分析27-28
• 2.3.5 脂肪酸定形常溫相變材料的熱循環(huán)性能分析28-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 無機(jī)混鹽常溫相變材料的制備及性能表征36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 材料與方法36-38
• 3.2.1 材料與試劑36
• 3.2.2 主要儀器與設(shè)備36-37
• 3.2.3 試驗(yàn)方法37-38
• 3.3 結(jié)果與分析38-47
• 3.3.1 Na_2SiO_3·9H_2O對無機(jī)混鹽相變材料性能的影響38-41
• 3.3.2 納米TiO_2對無機(jī)混鹽相變材料性能的影響41-43
• 3.3.3 納米纖維素對無機(jī)混鹽相變材料性能的影響43-44
• 3.3.4 CMC對無機(jī)混鹽相變材料性能的影響44-45
• 3.3.5 多孔材料對無機(jī)混鹽相變材料性能的影響45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 CA-PA-納米Si_3N_4相變材料在控溫包裝上的應(yīng)用48-54
• 4.1 引言48
• 4.2 CA-PA-納米Si_3N_4相變材料用于控溫包裝的試驗(yàn)設(shè)計(jì)48-50
• 4.3 CA-PA-納米Si_3N_4相變材料的實(shí)際儲能應(yīng)用效果50-53
• 4.3.1 試驗(yàn)材料50
• 4.3.2 主要試驗(yàn)儀器50
• 4.3.3 試驗(yàn)方法50-51
• 4.3.4 試驗(yàn)結(jié)果51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 結(jié)論54
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)54
• 5.3 不足和展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 附錄A：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60-61
• 附錄B：第二章相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)61-63
• 附錄C：第三章相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)63-65
• 附錄D：第五章相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)65-66
• 附錄E：試驗(yàn)照片66

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