三元脂肪酸共晶物/二氧化硅定形相变复合材料的制备及其热性能

发布时间：2025-01-18 14:56

　　 首先以月桂酸（LA）、肉豆蔻酸（MA）、硬脂酸（SA）为相变材料制备LA-MA-SA三元脂肪酸共晶物,然后以SiO₂充当支撑材料,采用溶胶-凝胶法制备LA-MA-SA/SiO₂三元定形相变复合材料。通过傅里叶红外变换光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）以及差示扫描量热仪（DSC）等对其结构形貌与热性能进行测试表征。FTIR和SEM测试结果表明,LA-MA-SA三元脂肪酸共晶物在SiO₂的孔状网络结构中均匀分散,两者之间通过毛细管效应与表面张力相结合;DSC测试表明,脂肪酸共晶物在定形相变复合材料中的百分含量可高达62.44%,对应LA-MA-SA/SiO₂三元定形相变复合材料的熔融和结晶温度分别为31.4℃和26.1℃,热焓分别为109.7kJ/kg和108.4kJ/kg。制备的LA-MASA/SiO₂三元定形相变复合材料热稳定性较好,在经过50次热循环后也未发生渗漏,且蓄放热速率较LA-MA-SA共晶物分别提高了35%和32%。

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【部分图文】：

图2 SiO2与LA-MA-SA/SiO2三元定形相变复合材料的SEM图像

SiO2和脂肪酸共晶物含量不同的定形相变复合材料的SEM图像如图2所示。与图2(a）未加入相变材料的SiO2相比较可以明显看出，图（b)～(d）加入脂肪酸共晶物（3,5和10g）的定形相变复合材料内部被脂肪酸填充，相变材料均匀分散于支撑材料SiO2的孔状结构当中。另外，由三种复合....

图3 PCM1,PCM2和PCM3的熔融DSC曲线

图3和图4分别为三种定形相变复合材料的熔融和结晶DSC曲线。PCM1、PCM2和PCM3以及LA-MA-SA的热力学数据列于表3。三元脂肪酸共晶物在复合材料中的质量百分数η可由式（2）计算得到。图4PCM1,PCM2和PCM3的结晶DSC曲线

图1 LA-MA-SA,SiO2与LA-MA-SA/SiO2三元定形相变复合材料PCM1的FTIR光谱图

LA-MA-SA、SiO2与LA-MA-SA/SiO2三元定形相变复合材料的FTIR光谱如图1所示。在脂肪酸共晶物的红外光谱中，3000～2500cm-1之间的吸收带为脂肪酸共晶物中-OH基团的伸缩振动，2932与2853cm-1处的峰值为脂肪酸中C-H的伸缩振动；1711cm-....

图4 PCM1,PCM2和PCM3的结晶DSC曲线

图3PCM1,PCM2和PCM3的熔融DSC曲线其中，η为定形相变复合材料中PCM的质量百分数；ΔHPCM为定形相变复合材料的熔融热焓（kJ/kg）；ΔHm为三元脂肪酸共晶物的熔融热焓（kJ/kg）。

本文编号：4028764