【摘 要】
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为了减少化石燃料类能源的消耗,同时提高能源的利用率,人们采取了许多办法,其中热能储存系统的能源经济性是缓解化石燃料消耗的重要手段。相变材料(PCMs)的高潜热可以实现大量热能的储存和释放,从而使之成为一个极具发展潜力的研究领域。与无机PCMs相比,有机PCMs具有许多优点,如稳定性好,重复性高,无相分离和过冷等,其中对有机的固-液PCMs(SLPCMs)的研究较广。然而SLPCMs在相转变过程中的
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为了减少化石燃料类能源的消耗,同时提高能源的利用率,人们采取了许多办法,其中热能储存系统的能源经济性是缓解化石燃料消耗的重要手段。相变材料(PCMs)的高潜热可以实现大量热能的储存和释放,从而使之成为一个极具发展潜力的研究领域。与无机PCMs相比,有机PCMs具有许多优点,如稳定性好,重复性高,无相分离和过冷等,其中对有机的固-液PCMs(SLPCMs)的研究较广。然而SLPCMs在相转变过程中的泄漏问题限制了SLPCMs的广泛使用。为了克服SLPCMs泄漏问题,本研究选用相变温度在人体舒适范围内且无过冷性的丙烯酸十六烷基酯(HDA)作为相变基质,将烯丙基缩水甘油醚(AGE)和4-丙烯酰氧基二苯甲酮(ABP)通过无溶剂自由基聚合反应(FRP)的方法引入聚合物,分别得到带有环氧基和对紫外光(UV)敏感的酮基的两种嵌段共聚物,基于环氧基交联、UV交联的方法制备出形状稳定的相变材料(SSPCMs)。利用相变物质自身构造的交联网络将相变基质牢牢地固定,解决其在相变过程中发生泄漏的问题。主要内容概述如下:(1)采用FRP方法成功制备一系列环氧基含量不同的嵌段共聚物PHDAAs,以二乙烯三胺(DETA)为交联剂得到SSPCMs,命名为SPHDAAs。其中PHDAA-5(AGE和HDA质量比为5:95)的熔融起始温度(Tmo)、结晶起始温度(Tco)、熔融焓(?Hm)和结晶焓(?Hc)分别为32℃、29℃、86 J/g和86 J/g。(2)在PHDAAs的基础上,以聚醚胺(ATPE)为交联剂得到一系列SSPCMs,命名为SPHDATs。与SPHDAAs相比,虽然SPHDATs的热性能和热稳定性与SPHDAAs相似,但SPHDAAs所使用的原料更安全,对环境更友好且固化时间得以延长。固化时间的延长为高温纺丝等实际应用中可能的后加工工序提供了更好地保障。试样PHDAT-5(AGE和HDA质量比为5:95)的Tmo、Tco、?Hm和?Hc分别为31℃、28℃、83 J/g和83 J/g。(3)采用FRP方法成功制备一系列带有对UV敏感的酮基的嵌段共聚物PHDABs,在UV照射处理后得到一系列SSPCMs,命名为SPHDABs。UV交联法的应用使制备效率大大提高,并为实际应用提供了更多的可能性。试样PHDAB-1.5(ABP和HDA质量比为1.5∶98.5,UV处理10 min)的Tmo、Tco、?Hm和?Hc分别为32℃、29℃、57 J/g和58 J/g。
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