烷醇复合相变储冷材料的制备与热力学表征

发布时间：2018-01-13 19:21

本文关键词：烷醇复合相变储冷材料的制备与热力学表征　出处：《长沙理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：作为一种新型节能环保材料,相变储冷材料已经成为能源材料科学的研究热点。目前,将烷醇有机混合体系作为相变储冷材料的研究较少,且有机相变储冷材料在使用过程中存在泄漏和导热率低的缺点。本文针对有机相变储冷材料中的烷醇复合体系展开研究。首先选择正十四烷(TD)和正十二醇(DD)按照一定质量比混合,通过对其进行热力学性能分析,研究了该二元有机体系形成低共熔混合物的最佳质量比、相变温度和相变焓值。实验测试结果得出,当正十四烷(TD)和正十二醇(DD)的质量比为8:2时得到的低共熔混合物相变焓值最大,结晶相变温度为-3.931 oC,结晶相变潜热为213.961 J/g。针对有机相变储冷材料在使用过程中容易发生泄漏,且导热能力不高的问题,本文采用导热性良好的膨胀石墨(EG)作为基体,将烷醇二元有机低共熔相变材料(TD-DD)与其进行复合,制备出了烷醇二元有机低共熔相变材料(TD-DD)/膨胀石墨(EG)新型复合定形相变储冷材料。实验结果得出,当EG吸附的TD-DD的质量分数达到85%时,制备出的新型复合定形相变储冷材料性能较好,其熔融温度和结晶温度分别为10.566 oC和-2.802 oC,对应的相变潜热分别为180.191 J/g和178.032 J/g。在十二次热循环测试结果中,相变温度以及相变焓值变化稳定,有良好的热循环稳定性能。且对复合定形相变储冷材料进行导热性能测试,其热导率提升到了0.78 W/(m?k),相比于没有采用EG吸附定形的有机相变储冷材料的热导率提高了近5倍,大大改善了原烷醇二元有机低共熔相变材料的热导热性能。最后,本文还采用微胶囊技术,以TD-DD为芯材,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材制备了微胶囊相变储冷材料,探讨了乳化剂的用量、芯材与壁材质量比、搅拌速率等对微胶囊性能的影响。通过DSC、SEM、TG和FT-IR等测试手段对该微胶囊相变储冷材料的微观结构和热力学性能进行了测试。实验结果得出,当乳化剂的用量为1.0 g,芯材与壳材质量比为1.5:1时,制备出的微胶囊相变储冷材料性能较好,其包覆效率可以达到61.88%,结晶相变温度和熔融相变温度分别为-5.747 oC和5.116 oC,结晶相变潜热和熔融相变潜热分别为132.397 J/g、129.138 J/g。该微胶囊相变储冷材料在14次热循环测试中相变温度和相变潜热基本保持稳定,有较好的热循环稳定性。同时通过TG测试表明材料的热稳定性能也得到了改善。
[Abstract]:The experimental results show that the phase change temperature and the crystallization temperature are 10.566 oC and - 2.8032 J / g respectively . The latent heat of the phase transformation latent heat and the latent heat of the molten phase change were 132.397 J / g and 129.138 J / g , respectively . The phase change temperature and the latent heat of the phase change were stable in 14 cycles of thermal cycling , and the thermal cycling stability was better . At the same time , the thermal stability of the material was improved by TG test .

【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB34

【参考文献】