基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究
发布时间：2021-07-05 17:50
微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段,为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能,采用分子动力学方法,对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As,R,S,Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算,分析了MF,CG与沥青四组分之间的相容性变化规律,评价了MF,CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究,分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响,并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究,进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明:采用CGMF为壁材制备PCM,可以提升PCM的热效率,CGMFPCM2031的能量效率比MFP...
【文章来源】：中国公路学报. 2020,33(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
不同材料分子模型
各分子模拟体系在不同温度下的溶度参数（δ）如表3、图3所示，表3中CG的δ数值是根据文献[37]的试验数据计算得出的，为便于分析，表3中数据已按照283K条件下的δ数值由小到大进行排序。由各分子模拟体系的溶度参数（表3）和变化趋势（图3），并依据溶质与溶剂的相容性评价方法[32-33]，分析可得出：
以MF为壁材的3个PCM体系能量随温度变化的情况如图12所示。MFPCM2030在升温过程中，体系能量随温度升高而波动剧烈。MF-PCM1420在升温过程中，能量曲线的变化率在相变前后较为一致，而在273K～303K温度区间能量曲线向上方凸出，体系出现了能量的储存或释放过程。MFPCM2026在升温过程中，体系能量有一定的波动，能量曲线的斜率大于MFPCM1420，而在273K～313K区间能量曲线向下方凸出，体系也出现了能量的储存或释放过程。对比发现，壁厚小的MFPCM1420,MF-PCM2026能量储存或释放的过程更为显著，壁厚相同的情况下，芯材体积大的MFPCM2026能量变化幅度更大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]正十四烷烃相变过程的分子动力学模拟[J]. 章学来,王绪哲,王继芬,徐笑锋,华维三,房满庭. 储能科学与技术. 2019(05)
[2]石墨烯在沥青复合材料中的研究现状[J]. 张霞,黄刚,周超,袁小亚,贺俊玺,冯曼曼,刘昭. 中南大学学报(自然科学版). 2019(07)
[3]智能路面发展与展望[J]. WANG Linbing,王含笑,赵千,杨海露,赵鸿铎,HUANG Baoshan. 中国公路学报. 2019(04)
[4]用汉森溶解度参数评估功能化石墨烯在溶剂中的分散性[J]. 刘建强,马婧. 过程工程学报. 2019(01)
[5]膨胀石墨/聚乙二醇复合相变材料控温效果及与沥青相容性研究[J]. 林浩东,张东,陈美祝,吴少鹏,万九鸣,孔德智. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[6]基于分子动力学的胶粉改性沥青中胶粉与沥青相容性研究[J]. 王岚,张乐,刘旸. 建筑材料学报. 2018(04)
[7]聚乙二醇/不饱和聚酯树脂复合相变储热材料的性能[J]. 李菁若. 高分子材料科学与工程. 2016(10)
[8]抗剥落剂与沥青相容性的分子动力学研究[J]. 朱建勇,何兆益. 公路交通科技. 2016(01)
[9]抗凝冰相变沥青材料的研究[J]. 朱建勇,何兆益,林菲飞. 材料导报. 2015(S2)
[10]聚乙二醇对沥青及其混合料储热性能的影响[J]. 曹长斌,罗阳明,李文虎,何丽红,朱洪洲. 化工新型材料. 2013(04)
博士论文
[1]基于固液相变传热介质的动力电池热管理研究[D]. 饶中浩.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]十四烷/三聚氰胺甲醛树脂相变微胶囊制备及改性沥青性能研究[D]. 王亚川.长安大学 2017
本文编号：3266536
【文章来源】：中国公路学报. 2020,33(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
不同材料分子模型
各分子模拟体系在不同温度下的溶度参数（δ）如表3、图3所示，表3中CG的δ数值是根据文献[37]的试验数据计算得出的，为便于分析，表3中数据已按照283K条件下的δ数值由小到大进行排序。由各分子模拟体系的溶度参数（表3）和变化趋势（图3），并依据溶质与溶剂的相容性评价方法[32-33]，分析可得出：
以MF为壁材的3个PCM体系能量随温度变化的情况如图12所示。MFPCM2030在升温过程中，体系能量随温度升高而波动剧烈。MF-PCM1420在升温过程中，能量曲线的变化率在相变前后较为一致，而在273K～303K温度区间能量曲线向上方凸出，体系出现了能量的储存或释放过程。MFPCM2026在升温过程中，体系能量有一定的波动，能量曲线的斜率大于MFPCM1420，而在273K～313K区间能量曲线向下方凸出，体系也出现了能量的储存或释放过程。对比发现，壁厚小的MFPCM1420,MF-PCM2026能量储存或释放的过程更为显著，壁厚相同的情况下，芯材体积大的MFPCM2026能量变化幅度更大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]正十四烷烃相变过程的分子动力学模拟[J]. 章学来,王绪哲,王继芬,徐笑锋,华维三,房满庭. 储能科学与技术. 2019(05)
[2]石墨烯在沥青复合材料中的研究现状[J]. 张霞,黄刚,周超,袁小亚,贺俊玺,冯曼曼,刘昭. 中南大学学报(自然科学版). 2019(07)
[3]智能路面发展与展望[J]. WANG Linbing,王含笑,赵千,杨海露,赵鸿铎,HUANG Baoshan. 中国公路学报. 2019(04)
[4]用汉森溶解度参数评估功能化石墨烯在溶剂中的分散性[J]. 刘建强,马婧. 过程工程学报. 2019(01)
[5]膨胀石墨/聚乙二醇复合相变材料控温效果及与沥青相容性研究[J]. 林浩东,张东,陈美祝,吴少鹏,万九鸣,孔德智. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[6]基于分子动力学的胶粉改性沥青中胶粉与沥青相容性研究[J]. 王岚,张乐,刘旸. 建筑材料学报. 2018(04)
[7]聚乙二醇/不饱和聚酯树脂复合相变储热材料的性能[J]. 李菁若. 高分子材料科学与工程. 2016(10)
[8]抗剥落剂与沥青相容性的分子动力学研究[J]. 朱建勇,何兆益. 公路交通科技. 2016(01)
[9]抗凝冰相变沥青材料的研究[J]. 朱建勇,何兆益,林菲飞. 材料导报. 2015(S2)
[10]聚乙二醇对沥青及其混合料储热性能的影响[J]. 曹长斌,罗阳明,李文虎,何丽红,朱洪洲. 化工新型材料. 2013(04)
博士论文
[1]基于固液相变传热介质的动力电池热管理研究[D]. 饶中浩.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]十四烷/三聚氰胺甲醛树脂相变微胶囊制备及改性沥青性能研究[D]. 王亚川.长安大学 2017
本文编号：3266536
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