凝膠因子MPBG自組裝及其在相變材料中的應用.pdf

1、本文建立了一種預測有機凝膠形成的簡單模型,闡明了溶劑粘度、分子體積對MPBG(甲基-4,6-O-對氯苯亞甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷,一個新型凝膠因子)自組裝結構和凝膠性質的重要影響。將MPBG、膨脹石墨(EG)、1,3:2,4-二(3,4-二甲基亞芐基)-D-山梨醇(DMDBS)與三硬脂酸甘油酯(GT)結合,構建了一種新型復合定形儲熱相變材料(PCM2)。通過DSC、TG-DTA、FT-IR、SEM、TEM、XRD檢測,研究了PCM2的

2、儲熱性能和微觀結構,揭示了凝膠因子對PCM2的定形機制。
　　凝膠化檢測研究揭示,Teas圖可以用來預測有機凝膠的形成。使用4個未檢測溶劑和8個文獻報道的凝膠因子,驗證了該方法。溶劑作用研究表明,在一元醇和芳香烴溶劑中,MPBG聚集體的形貌和影響凝膠性質的關鍵因素明顯不同。SEM和XRD研究結果表明,在一元醇類溶劑中,MPBG分子自組裝是溶劑粘度控制的擴散限制過程。進一步研究發(fā)現(xiàn),盡管極性溶解度參數(shù)(δa)對凝膠因子聚集體形貌、凝

3、膠相轉變溫度(Tgel)和凝膠數(shù)(Ngel)產(chǎn)生影響,但溶劑粘度是影響這些性質的關鍵因素。對于芳烴溶劑而言,δa是決定 Tgel和Ngel的關鍵因素,但溶劑分子體積對它們也產(chǎn)生重要影響。
　　在新型復合定形相變材料PCM2中,GT(86.6 wt％)、EG(4.6 wt%)分別用作儲熱和導熱材料,作為支撐材料的凝膠因子(MPBG和DMDBS)起到定形作用。DSC結果顯示,PCM2的熔點、熔化潛熱分別為49℃和97 J/g;凝固點、

4、凝固潛熱是46℃和69 J/g。TG-DTA和FT-IR檢測發(fā)現(xiàn),在工作溫度范圍內,PCM2具有極佳的熱穩(wěn)定性和化學相容性(組份間)。SEM、TEM和FT-IR研究揭示,在PCM2中,凝膠因子MPBG和DMDBS自組裝形成三維(3D)纖維網(wǎng)絡,具有片層網(wǎng)絡結構的EG被包埋于3D纖維網(wǎng)絡之中。通過毛細管作用,3D網(wǎng)絡束縛GT于其網(wǎng)孔之中,從而形成定形儲熱相變材料。XRD和FTIR研究表明,PCM2中的添加劑(EG、MPBG和DMDBS)并