相变/热反射微胶囊性能和混凝土表面控温涂层研究
发布时间：2021-11-26 07:50
近年来,相变潜热材料和热反射材料在建筑领域已经有了较为成熟的发展,可以显著的降低建筑能耗、改善城市热岛效应,但是以此解决交通基础设施中混凝土温度裂缝问题的研究还很少,本文为探讨这一问题,同时避免掺入相变复合材料会降低混凝土力学性能的弊端,制备了Ti O2-高聚物-石蜡相变/热反射微胶囊,基于ANSYS有限元软件研究了相变/热反射微胶囊涂层对混凝土温度场的控制作用。首先选择甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯作为封装材料,低温相变石蜡作为相变材料,Ti O2作为热反射材料,在对Ti O2表面改性处理后,以乳液法制备了两个系列的Ti O2-高聚物-石蜡相变微胶囊。利用同步热分析仪对微胶囊焓值进行了测试,制备所得的聚苯乙烯系列微胶囊最大焓值为136.28J/g,聚甲基丙烯酸甲酯系列微胶囊最大焓值仅为4.62 J/g,结果表明,确定聚苯乙烯系列微胶囊更加适合本文制备工艺,芯壁比为3:1的微胶囊焓值最大。其次为探究日照效应及气温影响下混凝土表面温度边界条件问题,对气温、太阳辐射和地表温度之间的关系进行了研究。选取拉萨、哈尔滨、广州作为代表性城市,从气温、太阳辐射、地表温度三个方面进行横向对比分析,并利用SPS...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
TiO2改性
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-12-分别取5gTiO2与改性TiO2与去离子水混合，600rpm转速下搅拌10min，使TiO2充分分散，制得二者5%质量分数的溶液。用吸管吸取一定量的溶液滴在玻璃片上，自然风干，而后在60℃烘箱中干燥10min，完成试样制备，选择试样表面光滑处滴加去离子水进行接触角测试，测得改性前TiO2为完全亲水，接触角为0°，改性后TiO2为疏水性表面，接触角为129.25°。结果表明，经过KH570的表面处理TiO2由完全亲水转化为疏水，图2-1展示的是TiO2改性前后的湿润性变化，这种转变利于成水相后与石蜡-高分子单体混合的油相形成水包油的结构进而反应完成复合相变微胶囊的制备。(a)未改性TiO2(b)改性TiO2图2-1TiO2改性前后的湿润性变化2.2.2复合微胶囊制备工艺以PS为壁材的试样组中芯壁比2:1的组别为例对乳液法制备工艺加以说明：取10.5g改性TiO2、1.2gPVP、200ml温水于500ml烧杯，机械搅拌10min使之均匀分散形成水相待用；称取10.5gSM、1.5gDVB、21g熔融态石蜡、0.5gAIBN于250ml烧杯中，搅拌均匀形成油相。将油相缓缓注入水相中，3000rpm高速乳化10min后在75℃水浴条件下以700rpm的转速保温搅拌5h，使高分子单体充分反应，反应结束以后趁热过滤并洗涤。鉴于微胶囊外壁材料不溶于水和乙醇，因此分别用60℃的水和乙醇洗涤过滤三次以保证乳液中未参加反应的石蜡、改性TiO2与高分子单体等原材料被完全去除，60℃烘箱干燥24h完成TiO2-PS-石蜡相变微胶囊制备（制备流程图见图2-2）。图2-2微胶囊制备流程图表2-1给出制备的TiO2-PMMA-石蜡相变微胶囊各组分的具体用量，其中
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变材料的研究进展及应用[J]. 王迎斌,张海峰,贺行洋,肖虎成. 建材世界. 2020(02)
[2]相变能量桩段模型传热模拟[J]. 白丽丽,裴华富,宋怀博,张培龙. 防灾减灾工程学报. 2019(04)
[3]承台大体积混凝土温度场数值模拟及监控[J]. 周游. 交通科技. 2019(04)
[4]二元复合相变材料的制备研究[J]. 刘红霞,别安涛,吴炎平,黄高明,朱群敏. 江西建材. 2018(11)
[5]环氧树脂复合相变材料基本性能研究[J]. 马骉,肖悦,张文静,于淼. 硅酸盐通报. 2018(08)
[6]改性膨润土复合相变储能墙板制备及特性研究[J]. 王磊. 新型建筑材料. 2018(05)
[7]复合相变储能材料在大体积混凝土中的控温性能[J]. 周双喜,荣茂阁,左晟,杨雷,郑惠英,吴坤鑫,熊超琴,杨明. 华东交通大学学报. 2013(04)
[8]相变储能混凝土制备及其力学性能研究[J]. 石宪,崔宏志. 混凝土. 2013(01)
[9]城市建筑材质—地表温度关系的多源遥感研究[J]. 刘闻雨,宫阿都,周纪,占文凤. 遥感信息. 2011(04)
[10]相变储能大体积混凝土的控温性能[J]. 史巍,张雄,Juergen Dreyer. 同济大学学报(自然科学版). 2010(04)
博士论文
[1]混凝土桥梁结构日照温度效应理论及应用研究[D]. 彭友松.西南交通大学 2007
[2]大体积混凝土温度场温度应力仿真分析[D]. 刘西军.浙江大学 2005
硕士论文
[1]高层建筑物筏板基础大体积混凝土温度场分析[D]. 谈红军.安徽建筑大学 2019
[2]新型相变储能混凝土的制备及性能研究[D]. 冀志强.大连交通大学 2018
[3]石蜡/TiO2-P（MMA-co-BA）相变材料储能微胶囊的制备和性能研究[D]. 邱晓忠.华南理工大学 2018
[4]环氧树脂复合相变调温剂小试制备及其性质研究[D]. 黄维.长安大学 2017
[5]相变微胶囊填充水泥基复合材料的制备、表征及调温机理[D]. 张翮.深圳大学 2016
[6]相变蓄热骨料的制备及其对混凝土性能的影响[D]. 肖慧娟.哈尔滨工业大学 2016
[7]石蜡/水泥基相变材料的制备与性能研究[D]. 柯倩倩.西南科技大学 2015
[8]日照作用下箱型渡槽温度应力分析与表面隔热研究[D]. 陈茜.兰州交通大学 2015
[9]相变材料及其储能混凝土的制备与性能研究[D]. 李莉.重庆大学 2010
本文编号：3519708
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
TiO2改性
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-12-分别取5gTiO2与改性TiO2与去离子水混合，600rpm转速下搅拌10min，使TiO2充分分散，制得二者5%质量分数的溶液。用吸管吸取一定量的溶液滴在玻璃片上，自然风干，而后在60℃烘箱中干燥10min，完成试样制备，选择试样表面光滑处滴加去离子水进行接触角测试，测得改性前TiO2为完全亲水，接触角为0°，改性后TiO2为疏水性表面，接触角为129.25°。结果表明，经过KH570的表面处理TiO2由完全亲水转化为疏水，图2-1展示的是TiO2改性前后的湿润性变化，这种转变利于成水相后与石蜡-高分子单体混合的油相形成水包油的结构进而反应完成复合相变微胶囊的制备。(a)未改性TiO2(b)改性TiO2图2-1TiO2改性前后的湿润性变化2.2.2复合微胶囊制备工艺以PS为壁材的试样组中芯壁比2:1的组别为例对乳液法制备工艺加以说明：取10.5g改性TiO2、1.2gPVP、200ml温水于500ml烧杯，机械搅拌10min使之均匀分散形成水相待用；称取10.5gSM、1.5gDVB、21g熔融态石蜡、0.5gAIBN于250ml烧杯中，搅拌均匀形成油相。将油相缓缓注入水相中，3000rpm高速乳化10min后在75℃水浴条件下以700rpm的转速保温搅拌5h，使高分子单体充分反应，反应结束以后趁热过滤并洗涤。鉴于微胶囊外壁材料不溶于水和乙醇，因此分别用60℃的水和乙醇洗涤过滤三次以保证乳液中未参加反应的石蜡、改性TiO2与高分子单体等原材料被完全去除，60℃烘箱干燥24h完成TiO2-PS-石蜡相变微胶囊制备（制备流程图见图2-2）。图2-2微胶囊制备流程图表2-1给出制备的TiO2-PMMA-石蜡相变微胶囊各组分的具体用量，其中
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变材料的研究进展及应用[J]. 王迎斌,张海峰,贺行洋,肖虎成. 建材世界. 2020(02)
[2]相变能量桩段模型传热模拟[J]. 白丽丽,裴华富,宋怀博,张培龙. 防灾减灾工程学报. 2019(04)
[3]承台大体积混凝土温度场数值模拟及监控[J]. 周游. 交通科技. 2019(04)
[4]二元复合相变材料的制备研究[J]. 刘红霞,别安涛,吴炎平,黄高明,朱群敏. 江西建材. 2018(11)
[5]环氧树脂复合相变材料基本性能研究[J]. 马骉,肖悦,张文静,于淼. 硅酸盐通报. 2018(08)
[6]改性膨润土复合相变储能墙板制备及特性研究[J]. 王磊. 新型建筑材料. 2018(05)
[7]复合相变储能材料在大体积混凝土中的控温性能[J]. 周双喜,荣茂阁,左晟,杨雷,郑惠英,吴坤鑫,熊超琴,杨明. 华东交通大学学报. 2013(04)
[8]相变储能混凝土制备及其力学性能研究[J]. 石宪,崔宏志. 混凝土. 2013(01)
[9]城市建筑材质—地表温度关系的多源遥感研究[J]. 刘闻雨,宫阿都,周纪,占文凤. 遥感信息. 2011(04)
[10]相变储能大体积混凝土的控温性能[J]. 史巍,张雄,Juergen Dreyer. 同济大学学报(自然科学版). 2010(04)
博士论文
[1]混凝土桥梁结构日照温度效应理论及应用研究[D]. 彭友松.西南交通大学 2007
[2]大体积混凝土温度场温度应力仿真分析[D]. 刘西军.浙江大学 2005
硕士论文
[1]高层建筑物筏板基础大体积混凝土温度场分析[D]. 谈红军.安徽建筑大学 2019
[2]新型相变储能混凝土的制备及性能研究[D]. 冀志强.大连交通大学 2018
[3]石蜡/TiO2-P（MMA-co-BA）相变材料储能微胶囊的制备和性能研究[D]. 邱晓忠.华南理工大学 2018
[4]环氧树脂复合相变调温剂小试制备及其性质研究[D]. 黄维.长安大学 2017
[5]相变微胶囊填充水泥基复合材料的制备、表征及调温机理[D]. 张翮.深圳大学 2016
[6]相变蓄热骨料的制备及其对混凝土性能的影响[D]. 肖慧娟.哈尔滨工业大学 2016
[7]石蜡/水泥基相变材料的制备与性能研究[D]. 柯倩倩.西南科技大学 2015
[8]日照作用下箱型渡槽温度应力分析与表面隔热研究[D]. 陈茜.兰州交通大学 2015
[9]相变材料及其储能混凝土的制备与性能研究[D]. 李莉.重庆大学 2010
本文编号：3519708
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