陈炎丰:聚合物相变材料的制备及其应用研究论文

陈炎丰:聚合物相变材料的制备及其应用研究论文

本文主要研究内容

作者陈炎丰(2019)在《聚合物相变材料的制备及其应用研究》一文中研究指出:针对聚合物介质复合相变材料存在导热系数较低、添加量较高,导致焓值降低太大的缺点和不足,本论文采用强吸附能力的多孔碳材料与具有良好相容性的聚合物共混的方式,降低聚合物添加比例,获得高导热、强机械性能、高焓值的复合相变材料。具体工作如下:1.为提升A-CMK-3基复合相变材料的机械性能,使用与石蜡具有较好相容性的聚乙烯(PE)与之复合。制备的PE-A-CMK-3基复合相变材料比RT44HC/A-CMK-3复合相变材料的拉伸强度高了7.6倍,比RT44HC/A-CMK-3复合相变材料的冲击强度高了2倍,但相变焓值、导热系数和光热转换性能均有一定程度下降。2.基于工作1,制备OP44/EG/PE-EPDM复合相变材料,并用于建筑屋顶隔热采暖中。该复合相变材料的相变熔化温度是41.5°C,相变熔化焓值是143.8 J·g-1;导热系数是2.2 W·m-1·K-1,比纯石蜡(OP44)的导热系数高出4倍;拉伸强度和冲击强度分别比OP44/EG复合相变材料高7倍和3倍。结合实验结果建立了复合相变材料用于建筑屋顶采暖隔热的数值计算模型。当导热系数低于0.1W·m-1·K-1,可以保持较好的热阻隔性能;增加复合相变材料的厚度可以轻微地增加热阻;相变温度在40°C对屋顶隔热是最为合适的。3.基于工作2,探究/聚合物相变材料体系中各组分的相互结合方式与相容性规律。探究并优化了聚合物相变材料各组分(聚合物+多孔碳材料+石蜡+功能性填料)的材料选择和比例,获得具有良好相容性的聚合物相变材料体系,为聚合物相变材料的制备提供理论指导。(i)当PE和EPDM质量比为25%:5%时,制备得到的PE-EPDM/EG基复合相变材料具有优异的机械性能,其中拉伸强度为8.1MPa、弯曲强度为14.7MPa;导热系数为2.08 W·m-1·K-1,相变焓值为139 J·g-1。适量的三元乙丙橡胶可以提升聚乙烯、石蜡和膨化石墨的相容性,综合性能获得提升。(ii)在PE-EPDM/EG复合相变材料体系中添加碳纳米管,在CNT添加量为质量分数5.4%时,导热系数达到了3.112 W·m-1·K-1;拉伸强度为10.19MPa,弯曲强度为21.48MPa;熔化凝固温度分别为64.5和64.2℃,熔化凝固焓分别为130.3和130.5J·g-1。(iii)制备阻燃型PE-EPDM/EG基复合相变材料,并用于锂离子电池模组的热管理系统中。制备出的聚合物相变材料,在阻燃剂添加量达到30%质量分数时,达到了V-0的阻燃等级;相变熔化温度和熔化焓分别是41.5°C和112.2J·cm-3,导热系数为1.0W·m-1·K-1;冲击强度是1.92 kJ·m-2。4.进一步地,为满足高拉伸、高弯曲、高冲击性能地应用场景,制备了一种柔性嵌段烯烃共聚物(OBC)聚合物基复合相变材料。相变熔化温度和熔化焓分别是65.04℃和144.1J·g-1,导热系数为1.905 W·m-1·K-1,拉伸强度是3.7MPa。具有优异的导热性能,获得较快的光热响应时间、光热效率和光接收效率,在太阳能光热利用中具有很大的应用潜力。

Abstract

zhen dui ju ge wu jie zhi fu ge xiang bian cai liao cun zai dao re ji shu jiao di 、tian jia liang jiao gao ,dao zhi han zhi jiang di tai da de que dian he bu zu ,ben lun wen cai yong jiang xi fu neng li de duo kong tan cai liao yu ju you liang hao xiang rong xing de ju ge wu gong hun de fang shi ,jiang di ju ge wu tian jia bi li ,huo de gao dao re 、jiang ji xie xing neng 、gao han zhi de fu ge xiang bian cai liao 。ju ti gong zuo ru xia :1.wei di sheng A-CMK-3ji fu ge xiang bian cai liao de ji xie xing neng ,shi yong yu dan la ju you jiao hao xiang rong xing de ju yi xi (PE)yu zhi fu ge 。zhi bei de PE-A-CMK-3ji fu ge xiang bian cai liao bi RT44HC/A-CMK-3fu ge xiang bian cai liao de la shen jiang du gao le 7.6bei ,bi RT44HC/A-CMK-3fu ge xiang bian cai liao de chong ji jiang du gao le 2bei ,dan xiang bian han zhi 、dao re ji shu he guang re zhuai huan xing neng jun you yi ding cheng du xia jiang 。2.ji yu gong zuo 1,zhi bei OP44/EG/PE-EPDMfu ge xiang bian cai liao ,bing yong yu jian zhu wu ding ge re cai nuan zhong 。gai fu ge xiang bian cai liao de xiang bian rong hua wen du shi 41.5°C,xiang bian rong hua han zhi shi 143.8 J·g-1;dao re ji shu shi 2.2 W·m-1·K-1,bi chun dan la (OP44)de dao re ji shu gao chu 4bei ;la shen jiang du he chong ji jiang du fen bie bi OP44/EGfu ge xiang bian cai liao gao 7bei he 3bei 。jie ge shi yan jie guo jian li le fu ge xiang bian cai liao yong yu jian zhu wu ding cai nuan ge re de shu zhi ji suan mo xing 。dang dao re ji shu di yu 0.1W·m-1·K-1,ke yi bao chi jiao hao de re zu ge xing neng ;zeng jia fu ge xiang bian cai liao de hou du ke yi qing wei de zeng jia re zu ;xiang bian wen du zai 40°Cdui wu ding ge re shi zui wei ge kuo de 。3.ji yu gong zuo 2,tan jiu /ju ge wu xiang bian cai liao ti ji zhong ge zu fen de xiang hu jie ge fang shi yu xiang rong xing gui lv 。tan jiu bing you hua le ju ge wu xiang bian cai liao ge zu fen (ju ge wu +duo kong tan cai liao +dan la +gong neng xing tian liao )de cai liao shua ze he bi li ,huo de ju you liang hao xiang rong xing de ju ge wu xiang bian cai liao ti ji ,wei ju ge wu xiang bian cai liao de zhi bei di gong li lun zhi dao 。(i)dang PEhe EPDMzhi liang bi wei 25%:5%shi ,zhi bei de dao de PE-EPDM/EGji fu ge xiang bian cai liao ju you you yi de ji xie xing neng ,ji zhong la shen jiang du wei 8.1MPa、wan qu jiang du wei 14.7MPa;dao re ji shu wei 2.08 W·m-1·K-1,xiang bian han zhi wei 139 J·g-1。kuo liang de san yuan yi bing xiang jiao ke yi di sheng ju yi xi 、dan la he peng hua dan mo de xiang rong xing ,zeng ge xing neng huo de di sheng 。(ii)zai PE-EPDM/EGfu ge xiang bian cai liao ti ji zhong tian jia tan na mi guan ,zai CNTtian jia liang wei zhi liang fen shu 5.4%shi ,dao re ji shu da dao le 3.112 W·m-1·K-1;la shen jiang du wei 10.19MPa,wan qu jiang du wei 21.48MPa;rong hua ning gu wen du fen bie wei 64.5he 64.2℃,rong hua ning gu han fen bie wei 130.3he 130.5J·g-1。(iii)zhi bei zu ran xing PE-EPDM/EGji fu ge xiang bian cai liao ,bing yong yu li li zi dian chi mo zu de re guan li ji tong zhong 。zhi bei chu de ju ge wu xiang bian cai liao ,zai zu ran ji tian jia liang da dao 30%zhi liang fen shu shi ,da dao le V-0de zu ran deng ji ;xiang bian rong hua wen du he rong hua han fen bie shi 41.5°Che 112.2J·cm-3,dao re ji shu wei 1.0W·m-1·K-1;chong ji jiang du shi 1.92 kJ·m-2。4.jin yi bu de ,wei man zu gao la shen 、gao wan qu 、gao chong ji xing neng de ying yong chang jing ,zhi bei le yi chong rou xing qian duan xi ting gong ju wu (OBC)ju ge wu ji fu ge xiang bian cai liao 。xiang bian rong hua wen du he rong hua han fen bie shi 65.04℃he 144.1J·g-1,dao re ji shu wei 1.905 W·m-1·K-1,la shen jiang du shi 3.7MPa。ju you you yi de dao re xing neng ,huo de jiao kuai de guang re xiang ying shi jian 、guang re xiao lv he guang jie shou xiao lv ,zai tai yang neng guang re li yong zhong ju you hen da de ying yong qian li 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华南理工大学的陈炎丰,发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文,是一篇关于相变储热论文,聚合物论文,复合相变材料论文,建筑隔热采暖论文,光热转换论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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