通過熔融共混法,制備以聚乙二醇（PEG）為相變工作物質(zhì)、高密度聚乙烯（HDPE）為定形載體及碳納米管（CNT）為導熱填料的新型定形相變材料-PEG/HDPE/CNT （fs-PCMs）,并采取滲漏試驗、差示掃描量熱法（DSC）、熱重分析法（TG）和掃描電子顯微鏡（SEM）對其定形效果、儲熱特性、熱穩(wěn)定性及微觀形貌進行測試與表征;再將其作為調(diào)溫材料摻加至AC-13瀝青混合料中,制備出具有儲熱調(diào)溫作用的相變儲熱瀝青混合料,并采用ANSYS軟件對其在經(jīng)受熱源輻射時的傳熱行為進行數(shù)值模擬。結果表明,HDPE具有大量的網(wǎng)絡結構,能夠起到熔融過程中定形液態(tài)PEG的作用; PEG/HDPE/CNT fsPCMs的相變儲熱特性良好、熱穩(wěn)定性較高,能夠作為相變儲熱材料摻入至瀝青混凝土中; PEG/HDPE/CNT fs-PCMs的摻量越多,則瀝青混凝土的儲熱性能越優(yōu),混凝土內(nèi)部的傳熱形式也主要以自然對流為主,這更加有利于改善瀝青混凝土在夏季高溫氣候下的溫度場。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2020,48(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

定形相變材料的外觀形貌

圖2為各樣品的定形試驗計算結果。從圖2可以看到，加熱1 h后，所有樣品均出現(xiàn)不同程度的泄露，例如S1～S4的泄漏率分別達到4.52%、3.77%、2.54%和1.31%，這主要是因為在熔融共混過程中樣品表面殘留的PEG所致。隨著加熱時間的延長，樣品的LR曲線逐漸趨于平緩，S1～S4的泄漏率最終穩(wěn)定在9.43%、7.35%、6.13%和4.65%，表明HDPE的含量越高，PEG/HDPE/CNT fs-PCMs的定形效果越為顯著，但相應地，PEG在fs-PCMs中的含量也就越低，fs-PCMs的相變儲熱密度也隨之下降，因此為確定HDPE的最佳摻量，應綜合考慮fs-PCMs的定形效果和相變儲熱能力，鑒于部分研究發(fā)現(xiàn)CNT也能夠阻礙液態(tài)PEG的流淌，因此本研究將HDPE的最佳摻量控制為20%。2.1.2 SEM分析

圖3為PEG和PEG/HDPE/CNT fs-PCMs的微觀形貌圖。從圖3a可以觀察到，由于本試驗采用的PEG純度較高，其灰褐色的表面較為平整、緊密;而從圖3b中可明顯發(fā)現(xiàn)，當PEG與HDPE、CNT在經(jīng)歷高溫剪切混合的制備過程后，fs-PCMs的外觀形貌發(fā)生較為明顯的變化，其表面結構和PEG相差較大，變得非常粗糙，顏色也轉變?yōu)楹诤稚�，這可能是因為固化后的HDPE能夠形成豐富的空間網(wǎng)絡結構，并能將PEG分子鏈段牢牢地鉗制其中，最終使得PEG在經(jīng)受高溫時仍能穩(wěn)定封裝于HDPE中，達到良好的定形效果。這與前面定形試驗的結果互為印證，證明本文制備的PEG/HDPE/CNT fs-PCMs具有優(yōu)良的受熱定形能力，可作為調(diào)溫材料應用至瀝青混凝土中。2.1.3 熱物性分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]PEG/TiO2/石墨烯復合相變材料的制備及其在瀝青改性中的應用探究[J]. 任瑞.  化工新型材料. 2019(02)
[2]相變材料在建筑工業(yè)中的應用研究[J]. 陳欽元,余榮春.  塑料工業(yè). 2018(09)
[3]聚乙二醇/SiO2定形相變材料在瀝青中的相變儲熱性能[J]. 何麗紅,王浩,楊帆,朱洪洲,唐伯明.  化工進展. 2018(03)
[4]高速公路瀝青路面老化瀝青的頻率敏感性研究[J]. 曾杰.  中外公路. 2017(06)
[5]相變材料在瀝青混合料中的研究進展[J]. 何麗紅,楊帆,王浩,朱洪洲,韋萬峰.  化工新型材料. 2017(05)



本文編號：3213132