包含聚苯胺的相变材料纳胶囊的制备及其性能

采用自由基乳液聚合法和原位聚合法制备了包含聚苯胺均匀分散在正十八烷中的悬浮体系的交联聚甲基丙烯酸甲酯为囊壁的相变材料纳胶囊(NanoPCMs).采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和广角X射线衍射仪(WAXD)等手段分别考察了成核剂聚苯胺的添加量对相变材料纳胶囊表面形态、结晶性能、热稳定性及结晶行为等的影响.实验结果表明:包含有聚苯胺的相变材料纳胶囊,成核剂的存在对其形貌、粒径、包覆率和结晶行为影响较小,耐热性略有所降低,添加1.5 g苯胺时生成的成核剂聚苯胺可以有效改善其过冷结晶行为.     

相变调温微胶囊的制备

采用原位聚合法用三聚氰胺-甲醛树脂包覆正十八烷,制备出相变微胶囊．利用扫描电镜和差示扫描量热仪对微胶囊试样的表面形貌和热物理性能进行了研究．实验结果表明：制备的相变微胶囊表面光滑,平均粒径2．84μm,平均壁厚0．41μm．     

具有薄荷香味的相变微胶囊的制备与表征

利用界面聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯与己二胺为单体聚合形成的聚脲为外壳,以正十八烷、薄荷素油的混合物为芯材,制备了具有薄荷香味的相变微胶囊。利用光学显微镜、扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪等对微胶囊的形貌、化学结构和热性能进行了表征。结果表明:制备的微胶囊为球形,平均粒径约7.0μm,有较高的储热能力和较好的热稳定性;芯材中添加8.3%的正十四醇或高熔点石蜡,可很好地抑制相变微胶囊的过冷现象。     

界面聚合法制备正二十烷微胶囊化相变储热材料

用界面聚合的方法,以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和己二胺(HDA)为反应单体,非离子表面活性剂聚乙二醇壬基苯基醚(OP)为乳化剂,合成了正二十烷为相变材料的聚脲包覆微胶囊. 结果表明,二异氰酸酯和己二胺按质量比为1.5∶ 0.8进行反应. 空心微胶囊的直径约为0.2 μm,含正二十烷微胶囊直径为2~6 μm. 红外光谱分析证明, 囊壁聚脲是由TDI及HDA 2种单体形成. 正二十烷包裹效率为65%~80%. 微胶囊的熔点接近囊芯正二十烷的熔点,而其储热量在壁材固定时随囊芯的量而变. 热重分析结果表明,囊芯正二十烷、含正二十烷的微胶囊以及壁材聚脲,能够耐受的温度分别约为130、165及250 ℃.     

石墨烯/正十八烷微胶囊的制备与及其热性能研究

以石墨烯/正十八烷为芯材,三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为壁材,苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,采用乳液聚合法制备相变微胶囊.系统研究了石墨烯对于正十八烷微胶囊性能的影响.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱分析仪(FTIR)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、Hot Disk热常数分析仪、示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对相变微胶囊的外貌形态、晶型结构和热性能进行表征和分析.结果表明,微胶囊呈圆球形且光滑,粒径约为1~30μm.当石墨烯添加量为0.1 g时,微胶囊的形貌无明显变化.当加入过量石墨烯时,微胶囊出现了明显的团聚现象.XRD测试表明,包覆于微胶囊中的石墨烯没有使微胶囊的结晶峰位置发生明显的偏移,这对于微胶囊的实际应用是有利的.微胶囊的相变热焓和包覆率随着石墨烯的加入而不断减小,但芯材的过冷现象得到了明显的改善.石墨烯对于微胶囊传热性能的提升有着显著的效果.当石墨烯的添加量为0.2 g时,微胶囊的导热系数为0.092 W·m-1·K-1,与纯微胶囊相比提高了约51%,这说明石墨烯改善了传统相变微胶囊的传热性能,提升了相变微胶囊的应用性能.     

界面聚合法制备正二十烷微胶囊化相变储热材料

采用界面聚合的方法, 以甲苯鄄2,4-二异氰酸酯(TDI)和乙二胺(EDA)为反应单体, 非离子表面活性剂聚乙二醇壬基苯基醚(OP)为乳化剂, 合成了正二十烷为相变材料的聚脲包覆微胶囊. 结果表明, 二异氰酸酯和乙二胺按质量比1.9:1 进行反应. 以透射电镜和激光粒度分析仪分析微胶囊, 测得空心微胶囊直径约为0.2 μm, 含正二十烷微胶囊约为2-6 μm. 红外光谱分析证明, 壁材料聚脲是由TDI 及EDA 两种单体形成的. 正二十烷的包裹效率约为75%. 微胶囊的熔点接近囊芯二十烷的熔点, 而其储热量在壁材固定时随囊芯的量而变. 热重分析表明, 囊芯正二十烷、含正二十烷的微胶囊以及壁材料聚脲, 能够耐受的温度分别约为130 ℃、170 ℃及270 ℃.     

纳米胶囊相变材料研究进展

纳米胶囊相变材料是一类新型储能材料.本文介绍了纳米胶囊相变材料的研究背景、发展历程和优势;分析了相变储能纳米胶囊的结构、原理及其功能,包括囊芯与囊壁的种类及选材原则,微胶囊与纳米胶囊性质比较;重点介绍了细乳液聚合、原位聚合和界面聚合等纳米胶囊制备方法的原理及研究进展,并对相变储能纳米胶囊在建筑节能、功能热流体、服装、航空航天及军事等领域的应用作了总结.     

十八烷/聚(St-MMA)相变微胶囊制备及表征

采用乳液聚合的方法,分别选取聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物为壁材,正十八烷为芯材,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,制作相变储能微胶囊。用粒径分析仪、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)和示差扫描量热测试仪(DSC)对微胶囊的形貌、相变热性能和热稳定性分别进行表征。结果表明:壁材选取两者共聚物,当两种单体的比例为St∶MMA=1∶5,SDBS用量为1.5g(总质量的3%)时,微胶囊粒径大小均匀,粒子分散性好,壁材的包裹性好。微胶囊的放热峰为起始温度为27.3℃,终止温度为31.9℃,相变温度为28.9℃,相变焓为48.4J/g。TG表明长期使用温度不能超过131℃。IR分析微胶囊中含有芯材和壁材。这种十八烷/聚(St-MMA)相变微胶囊可以用于诸能材料。     

pH值对正十八烷微胶囊合成与性能的影响

pH值对正十八烷微胶囊合成与性能的影响;微胶囊;相变材料;正十八烷     

PEG-沸石固-固相变材料的制备及性能

摘要：采用接枝共聚法合成了以聚乙二醇（PEG）为相变物质,沸石为骨架的PEG沸石固-固相变材料。通过红外光谱（FT—IR）、热失重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）等测试手段对PEG-沸石固-固相变材料的结构、相变行为及热稳定性进行了研究。结果表明：通过改变PEG的分子量,可以得到不同相变焓和不同相变温度的PEG-沸石固-固相变材料,其相变焓可达105．41J／g,热稳定性良好,起始分解温度高于300℃。     

长链烷酸接枝羟丙基纤维素相变材料的制备及其性能

采用酯化的方法将具有相变特征的长链脂肪酸接枝到羟丙基纤维素主链上, 得到了一系列性能稳定, 温度范围适宜的高分子固-固相变材料, 并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和X射线散射等技术手段对其化学结构及相变行为进行了研究。 结果表明, 该材料呈现出可逆的固-固相转变特性, 相变温度范围可通过改变脂肪酸的长度调节。 利用棕榈酸、硬脂酸和花生酸获得的相变材料焓值达到60 J/g, 所获得的材料在250 ℃以内不发生热分解。 通过将两种长链脂肪酸混合同时接枝到羟丙基纤维素主链上, 所得产物的吸/放热温度随着混合脂肪酸组分含量的变化而变化, 同时X射线散射的结果也证明羟丙基纤维素混合酯的分子间距是位于其两种单一酯之间的。这一结果为制备一定温度范围内任意相变温度的高分子固-固相变材料提供了简便的方法。     

聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备及电容性能

采用原位聚合法制备了聚苯胺/碳纳米纤维(PANI/CNF)复合材料,用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和孔分布及比表面积测定仪研究了复合材料的表面官能团、组成、表面形貌及比表面积,并运用循环伏安(CV)法和计时电位法测试了PANI/CNF布作为电极材料的电化学性能.研究结果表明:PANI/CNF复合材料具有粗糙的毛刺结构,PANI沿碳纳米纤维均匀分布;PANI/CNF电极氧化还原反应的可逆性良好;在100mA·g-1电流密度下,当PANI含量为44.4%(w)时,复合材料比电容量高达587.1F·g-1,比能量为66.1Wh·kg-1,电流密度为800mA·g-1时比功率可达1014.2W·kg-1;在5A·g-1的电流密度下,1000次循环充放电后,复合材料的比电容量衰减28%.PANI/CNF复合材料具有良好的导电性和快速充放电能力,是一种优良的超级电容器电极材料.     

三元脂肪酸/膨胀石墨复合相变材料的制备、包覆定形及热性能

采用癸酸、 月桂酸和棕榈酸的三元共晶混合物作为相变材料, 以膨胀石墨为基体, 通过膨胀石墨多孔结构的毛细吸附和复合涂饰剂的包覆定形, 将多元相变材料固定在膨胀石墨的孔道结构中, 制备出结构稳定、 密封性能优异、 热稳定性好和高导热的新型三元脂肪酸/膨胀石墨复合定形相变材料. 膨胀石墨具有膨胀疏松的多孔结构和良好的吸附性能; 其熔融潜热为95.6 J/g, 结晶焓为82.8 J/g, 说明其具有很好的相变蓄热特性和热循环稳定性; 材料的导热性能可增加至0.738 W/(m·K), 与脂肪酸相比得到大幅度提高.     

换热器与相变材料的兼容性研究进展

相变材料是一类以潜热实现能量存储释放的储能材料,由于其在相变温度附近具有很大的储热密度,相变材料可以被用于建筑控温、太阳能热发电和高温传热蓄热等应用中。 换热器是相变储能设备的重要组成部分,可以将热量在供需两端进行传递和转移,保障需求一方的使用,随着相变材料研究的不断深入及其工程应用的广泛普及,换热器已在众多相变储能项目中发挥了重要的枢纽作用。 为了保证换热器的使用性能,需要对换热器在相变材料中的防腐蚀性进行全面的分析。 本文总结了大量国内外的文献,分析不同成分的相变材料对换热器材料的腐蚀性,为换热器材料的选择提供了参考。     

相变物质正十四醇微胶囊的制备与表征综合化学实验

为将相变储能材料这一前沿研究领域引入到本科教学实验中,特推荐一个综合性研究实验--相变物质正十四醇微胶囊的制备与表征。首先采用原位聚合法制备以正十四醇为芯材的相变微胶囊,然后运用红外光谱仪、扫描电子显微镜和差示扫描量热法分别对微胶囊的化学结构、形貌和储热性能进行了表征。该实验的制备部分可使学生熟悉高分子化学中缩聚反应原理以及微胶囊制备中常用的原位聚合法,对产物的测试和表征有利于加深学生对红外光谱法和差示扫描量热法的理解。实验过程既锻炼了学生的动手操作能力,也培养了学生的科研创新能力。     

功能化石墨烯/聚苯胺复合电极材料的制备和电化学性能

利用水合肼还原十八胺（ODA）接枝的氧化石墨烯（GO）,得到了十八胺功能化石墨烯（ODA-G）,将ODAG与聚苯胺（PANI）通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料（ODA-G/PANI）. 采用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、拉曼（Raman）光谱及透射电镜（TEM）,对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试. 结果显示,少量ODA-G的引入为PANI 的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI 的赝电容. 在电流密度1.0 A·g^-1下,2%（w）ODA-G/PANI 的比电容达到787 F·g^-1,而相应的PANI 仅有426 F·g^-1. 此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.     

功能化石墨烯/聚苯胺复合电极材料的制备和电化学性能

利用水合肼还原十八胺(ODA)接枝的氧化石墨烯(GO),得到了十八胺功能化石墨烯(ODA-G),将ODAG与聚苯胺(PANI)通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料(ODA-G/PANI).采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、拉曼(Raman)光谱及透射电镜(TEM),对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试.结果显示,少量ODA-G的引入为PANI的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI的赝电容.在电流密度1.0 A·g-1下,2%(w)ODA-G/PANI的比电容达到787 F·g-1,而相应的PANI仅有426 F·g-1.此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.