Cs x WO 3 /PMMA复合材料的制备及其透明隔热性能
发布时间：2021-11-07 16:11
采用溶剂热法制备CsxWO3纳米粒子,并选用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）作为改性剂对其进行表面接枝改性。通过本体聚合法制备了块状CsxWO3/PMMA复合材料,同时研究了CsxWO3/PMMA复合材料的近红外遮蔽及其透明隔热性能。结果表明:所合成的纳米CsxWO3粉体主晶相为Cs0.2WO3,粒径尺寸约为40 nm;经KH-570改性后的Cs0.2WO3粉体在PMMA中分散性较好,且未改变其晶型;透过率光谱显示,PMMA中CsxWO3粒子掺杂量为0.04 g时得到的样品可见光区透过率为38%时,近红外遮蔽率为98%,其透明隔热性能最佳。
【文章来源】：大连工业大学学报. 2020,39(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
CsxWO3粉体的红外谱图
图8为不同Cs0.2WO3掺杂量所制备的PMMA-CW复合材料的Vis-NIR透过率曲线。在可见光区,样品PMMA-1CW、PMMA-8CW、PMMA-4CW和PMMA-12CW可见光平均透过率相较纯PMMA降低许多,且呈下降趋势,这是因为无机粒子的加入对聚甲基丙烯酸甲酯折光率有影响,从而降低其透光性。PMMA-1CW的可见光区透过率最高,但其近红外遮蔽率仅为50%。PMMA-12CW的近红外遮蔽率最高,但其可见光透过率仅为6%,基本不透光。与PMMA-8CW的32%可见光透过率相比,样品PMMA-4CW可见光透过率高6%,且在780～1 000 nm遮蔽率仅与PMMA-8CW相差约3%,综合可见光透过和近红外遮蔽性能两方面考虑,PMMA-4CW的综合性能最好。为了评价不同CsxWO3掺杂量PMMA-CW复合材料的隔热性能,使用250 W的红外灯作为光源,在隔热箱体窗口上方20 cm处垂直照射PMMA-CW复合材料,进行模拟隔热测试。θ1代表复合材料样品的表面温度θ2代表隔热箱内的空气温度。图9为样品隔热曲线。在红外灯辐照初期,样品表面温度变化很缓慢,箱体内部温度急剧攀升,最后样品与外部空气的热量交换达到平衡,箱体内部空气通过箱壁与外界空气的热量交换达到平衡,两者的温度均趋于恒定。与空白样品相比,PMMA-CW复合材料的表面温度在红外光照射后迅速攀升,说明所制备的PMMA-CW复合材料具有较好的光热效应。PMMA样品的内部空气温度约为34 ℃,而与Cs0.2WO3复合的PMMA的内部空气温度降低了6 ℃,说明所制备的PMMA-CW复合材料具有优异的隔热性能。并且,与PMMA相比,PMMA-CW复合材料的箱体内部空气温度升温较慢,证明了复合材料的保温性能较好。比较不同CsxWO3掺杂量的复合材料样品可以看出,PMMA-4CW 样品的θ1和θ2温差最大,说明其隔热性能最好,此结果与前面的透过率曲线分析相吻合。
未表面改性和表面改性24 h的CsxWO3/MMA分散液中CsxWO3的粒径分布图如图1所示。由图1(a)可见未经改性CsxWO3粒子的平均粒径230 nm,分布范围128～423 nm。图1(b)是经改性24 h粒径分布图,平均粒径180 nm,分布范围120～301 nm,说明纳米CsxWO3粒子经过KH-570改性24 h后,在MMA溶液中的团聚程度明显降低,分散性显著提高。2.2 微观形貌分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cs0.32WO3粒子水热处理及其透明隔热性能[J]. 范传彦,史非,刘敬肖,徐龙权,刘素花,黄霞,钱金泰. 大连工业大学学报. 2017(05)
[2]有机玻璃在新能源汽车中的应用[J]. 张更娥. 塑料科技. 2016(05)
[3]纳米ATO透明隔热有机硅涂料的研制[J]. 张向雨,应灵慧,刘小云. 涂料工业. 2012(03)
[4]铯钨青铜的水热合成及其光吸收性能[J]. 彭战军,史非,唐乃岭,刘敬肖. 大连工业大学学报. 2013(02)
[5]纳米氧化铟锡透明隔热涂料的制备及性能表征[J]. 陈飞霞,付金栋,韦亚兵,赵石林. 涂料工业. 2004(02)
[6]硅烷偶联剂的应用进展[J]. 陈世容,瞿晚星,徐卡秋. 有机硅材料. 2003(05)
[7]纳米粒子改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备及应用[J]. 刘大刚,任三好. 化工新型材料. 2002(09)
本文编号：3482155
【文章来源】：大连工业大学学报. 2020,39(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
CsxWO3粉体的红外谱图
图8为不同Cs0.2WO3掺杂量所制备的PMMA-CW复合材料的Vis-NIR透过率曲线。在可见光区,样品PMMA-1CW、PMMA-8CW、PMMA-4CW和PMMA-12CW可见光平均透过率相较纯PMMA降低许多,且呈下降趋势,这是因为无机粒子的加入对聚甲基丙烯酸甲酯折光率有影响,从而降低其透光性。PMMA-1CW的可见光区透过率最高,但其近红外遮蔽率仅为50%。PMMA-12CW的近红外遮蔽率最高,但其可见光透过率仅为6%,基本不透光。与PMMA-8CW的32%可见光透过率相比,样品PMMA-4CW可见光透过率高6%,且在780～1 000 nm遮蔽率仅与PMMA-8CW相差约3%,综合可见光透过和近红外遮蔽性能两方面考虑,PMMA-4CW的综合性能最好。为了评价不同CsxWO3掺杂量PMMA-CW复合材料的隔热性能,使用250 W的红外灯作为光源,在隔热箱体窗口上方20 cm处垂直照射PMMA-CW复合材料,进行模拟隔热测试。θ1代表复合材料样品的表面温度θ2代表隔热箱内的空气温度。图9为样品隔热曲线。在红外灯辐照初期,样品表面温度变化很缓慢,箱体内部温度急剧攀升,最后样品与外部空气的热量交换达到平衡,箱体内部空气通过箱壁与外界空气的热量交换达到平衡,两者的温度均趋于恒定。与空白样品相比,PMMA-CW复合材料的表面温度在红外光照射后迅速攀升,说明所制备的PMMA-CW复合材料具有较好的光热效应。PMMA样品的内部空气温度约为34 ℃,而与Cs0.2WO3复合的PMMA的内部空气温度降低了6 ℃,说明所制备的PMMA-CW复合材料具有优异的隔热性能。并且,与PMMA相比,PMMA-CW复合材料的箱体内部空气温度升温较慢,证明了复合材料的保温性能较好。比较不同CsxWO3掺杂量的复合材料样品可以看出,PMMA-4CW 样品的θ1和θ2温差最大,说明其隔热性能最好,此结果与前面的透过率曲线分析相吻合。
未表面改性和表面改性24 h的CsxWO3/MMA分散液中CsxWO3的粒径分布图如图1所示。由图1(a)可见未经改性CsxWO3粒子的平均粒径230 nm,分布范围128～423 nm。图1(b)是经改性24 h粒径分布图,平均粒径180 nm,分布范围120～301 nm,说明纳米CsxWO3粒子经过KH-570改性24 h后,在MMA溶液中的团聚程度明显降低,分散性显著提高。2.2 微观形貌分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cs0.32WO3粒子水热处理及其透明隔热性能[J]. 范传彦,史非,刘敬肖,徐龙权,刘素花,黄霞,钱金泰. 大连工业大学学报. 2017(05)
[2]有机玻璃在新能源汽车中的应用[J]. 张更娥. 塑料科技. 2016(05)
[3]纳米ATO透明隔热有机硅涂料的研制[J]. 张向雨,应灵慧,刘小云. 涂料工业. 2012(03)
[4]铯钨青铜的水热合成及其光吸收性能[J]. 彭战军,史非,唐乃岭,刘敬肖. 大连工业大学学报. 2013(02)
[5]纳米氧化铟锡透明隔热涂料的制备及性能表征[J]. 陈飞霞,付金栋,韦亚兵,赵石林. 涂料工业. 2004(02)
[6]硅烷偶联剂的应用进展[J]. 陈世容,瞿晚星,徐卡秋. 有机硅材料. 2003(05)
[7]纳米粒子改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备及应用[J]. 刘大刚,任三好. 化工新型材料. 2002(09)
本文编号：3482155
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