高儲(chǔ)能密度的聚氨酯復(fù)合定形相變材料研究.pdf

1、為了解決固-液相變材料在使用過程中的泄漏問題，研究者通常使用物理或化學(xué)方法將固-液相變材料與支撐材料進(jìn)行復(fù)合制備復(fù)合定形相變材料。然而，傳統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)如聚乙烯、二氧化硅、膨脹石墨、金屬泡沫等，雖然能夠吸附并束縛一定量的固-液相變材料，阻止液體的自由流動(dòng)，完成定形相變，卻使得相變材料的有效含量明顯降低，從而導(dǎo)致材料的相變焓值大幅度下降。為了降低固-液相變材料的封裝造成的影響，本論文設(shè)計(jì)并制備了聚氨酯類定形相變材料，并將其作為支撐結(jié)構(gòu)，與典

2、型的固-液相變材料進(jìn)行復(fù)合，得到了儲(chǔ)能密度高的復(fù)合定形相變材料。
　　本論文利用PEG作為軟段，甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)、偶氮染料作為硬段，制備了線性聚氨酯結(jié)構(gòu)的定形相變材料，該材料定形效果好，熱穩(wěn)定性高，并具有可見光吸收及光熱轉(zhuǎn)換功能。將該線性聚氨酯與十六醇通過溶液混合法進(jìn)行復(fù)合，得到了十六醇/線性聚氨酯復(fù)合相變材料，經(jīng)FTIR、XRD、DSC、TG、光熱轉(zhuǎn)換測(cè)試及壓片加熱測(cè)試發(fā)現(xiàn)，十六醇與線性聚氨酯的復(fù)合為物理混合，

3、其中十六醇的含量最高可達(dá)63.8wt％而不發(fā)生液體泄漏，此時(shí)相變焓值可達(dá)229.5J/g，該材料光熱轉(zhuǎn)換效率高，熱穩(wěn)定性好，滿足應(yīng)用要求。
　　本論文利用PEG為軟段，三苯基甲烷三異氰酸酯(TTI)為硬段，設(shè)計(jì)并制備了具有交聯(lián)聚氨酯結(jié)構(gòu)的定形相變材料，該材料具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，機(jī)械韌性強(qiáng)，定形效果好。將交聯(lián)聚氨酯作為支撐結(jié)構(gòu)，與石蠟進(jìn)行復(fù)合，制備了石蠟/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合相變材料。經(jīng)FTIR及XRD測(cè)試，石蠟與交聯(lián)聚氨酯間未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

4、，摻雜也沒有對(duì)PEG及石蠟的結(jié)晶形態(tài)產(chǎn)生影響，由SEM圖像可知，石蠟吸附在交聯(lián)聚氨酯中的PEG鏈上，填充了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙，由DSC測(cè)試結(jié)果可知，復(fù)合材料中石蠟的含量最高可達(dá)74wt％而沒有液體泄漏，此時(shí)相變焓值達(dá)到210.6J/g。
　　本論文將上述交聯(lián)聚氨酯材料作為支撐結(jié)構(gòu)，與PEG(Mn=10000)進(jìn)行復(fù)合，制備了PEG10000/交聯(lián)聚氨酯定形復(fù)合相變材料。經(jīng)各項(xiàng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該系列復(fù)合材料相變焓值高，定形效果好，熱穩(wěn)定性