固-固相变

摘要： 相变储热技术作为当前储热研究领域中的重点,在能源利用效率的提高方面效果显著。作为高效储热技术之一,固-固相变储热主要通过固体相变实现热量的吸收和释放。相比于固-液相变储热,固-固相变储热相变过程中体积变化小,同时无明显相分离、泄露等现象,在节能、环保和新能源等诸多领域中具有巨大的发展潜力。有机固-固相变储热材料主要包括高分子聚合物、多元醇以及层状钙钛矿,其中聚合物类主要由"软相"大分子借助化学键连接"硬相"聚合物骨架形成。"软相"作为相变过程的主体,升温至转变温度发生固-液转变;而"硬相"骨架限制其宏观流动,起到维持固体形态的作用。多元醇在低温下呈现层状晶体结构,层间分子通过氢键相连接,进行固相转变时部分氢键断裂,分子转向面心立方晶体结构。层状钙钛矿则是由有机层的长链烷烃以及无机层的金属配位四面体[MX_(4)^(2-)]交替组合而成的夹层状晶体结构,其固-固相变机理与高聚物相似,即有机层的长烷基链进行有序-无序转变,而无机层结构保持不变。现阶段在有机固-固相变储热材料的制备技术方面,聚合物类材料主要通过接枝共聚、嵌段共聚等方法,以聚乙二醇为相变介质借助化学键结合到聚合物骨架上而形成;多元醇适用于中高温工作条件下,其相变温度和相变焓与所含氢键数相关,通过多元复合配比可调整其热物性能;层状钙钛矿的热物性取决于其组成烷基链的长度,可选择制备多元体系以拓宽相变温度范围。近年来,为满足实际应用中对高储热功率的要求,除了致力于开发新型相变储热材料外,研究人员对相变材料的导热强化技术也在不断改进中。本文基于固-固相变的机理,针对当前国内外固-固相变储热技术的研究,分别从相变行为的特征、材料制备、性能优化技术和应用等方面对固-固相变储热技术进行了详细的总结和分析。并在此基础上,从材料制备和相变机制控制的角度,对固-固相变储热材料研究面临的技术壁垒以及未来的研究方向进行了科学的展望,以期对新型储热材料,尤其是中高温固-固相变储热材料的开发提供有价值的专业参考。

摘要： Based on the thermodynamic classification,the types and applications of first order phase change and second order phase change are expounded. The combination and storage method of polyol in solid-solid phase change are emphatically analyzed, and the research direction is put forward for the second order phase change material which will be applied in the construction field in the future.%基于热力学分类角度,阐述一级相变与二级相变材料在建筑领域的种类及应用情况,并着重分析了固-固相变中多元醇的组合以及封存方式.对未来应用于建筑领域的二级相变材料提出研究方向.

摘要： 对一类可用于太阳能中温蓄热的有机相变材料性能进行实验分析.相变蓄热材料具有储热密度大、温度波动小等优点,但也存在导热系数低、过冷度较大的问题,对相变材料进行复合,能有效改善其相变特性与导热性能.利用高温融化-混合的方法制备季戊四醇(PE)与三羟甲基乙烷(PG)的混合材料,使用DSC仪器分析相变温度与相变潜热,同时研究不同形核剂对混合材料的相变温度、过冷度的影响.利用压制成型一融化吸附—冷却的方法制备膨胀石墨与PE、PG的复合相变材料,用激光导热系数测试仪测试复合相变材料的导热性能.结果表明,PE与PG混合相变材料的相变温度区间基本在25°C以上,过冷度约15°C,膨胀石墨作为形核剂,使过冷度有一定减小.增加复合相变材料中膨胀石墨的含量能提高材料各个方向的导热系数.%Experimental research on a kind of phase-change heat storage materials appropriate for the solar thermal storage at middle temperature level was done to analyze the thermal property.The advantages of the material are its high density of heat storage and little fluctuation of temperature,while the defect is the low thermal conductivity and large undercooling temperature.Compositing several phase change materials could enhance the heat-conducting property and improve the phase change characteristic.The hybrid material of Pentaerythrotol (PE) and trimethylolethane (PG) was prepared by the melting-mixing method.Using the DSC device,the phase-transition temperature and the latent heat of phase change were tested,and the influences the nucleating agents bring to the material's phase-transition temperature and the undercooling temperature were revealed.Using the compacting-melting-absorbing-cooling method,the composite material of PE,PG and expanded graphite were made,the thermal conductivity of which is tested by the laser thermal conductivity tester.The results showed that the phase-transition temperature regions are above 25 °C and the undercooling temperature is about 15 °C which will go down slightly when expanded graphite acts as the nucleating agents.And rising the content of the expanded graphite in the composite material will increase the heat conductivity coefficient in different directions.

摘要： 对一种可用于太阳能中温蓄热的相变材料性能进行了实验分析.利用高温融化-混合的方法制备季戊四醇(PE)与三羟基乙烷(PG)的混合材料,使用DSC仪器分析相变温度与相变潜热,同时研究了不同形核剂对于混合材料的相变温度、过冷度的影响.利用压制成型-融化吸附-冷却的方法制备膨胀石墨与PE、PG的复合相变材料.结果表明,PE与PG混合相变材料的相变区间基本在25°C以上,过冷度在15°C左右,膨胀石墨作为形核剂,使过冷度有一定减小.

摘要： 采用大单体技术,将马来酸聚乙二醇单酯大单体与丙烯腈进行接枝共聚,合成了以聚丙烯腈为主链、马来酸聚乙二醇单酯为支链的新型接枝共聚物.通过采用DSC、步冷曲线和特性黏度测试表征了接枝共聚物的热性能、保温性能和相对分子质量.结果表明,PAN-g-MAPEG的结晶焓和熔融焓为49.92和53.43 J/g,分别为理论值的70.95％和64.24％;在反复的相变过程中,吸热、放热稳定,热稳定性好;接枝共聚物的保温性能良好,保温平台大约出现在35°C,持续大约6 min;接枝共聚物的相对分子质量达到71 431.

摘要： Many polyalcohols can change from one crystal structure to another in solid state at certain temperatures. A lot of papers reported their phase transition enthalpy, transition temperatures, and phase diagrams. This paper investigates the relation between transition enthalpy and hydrogen bond for the NPG (Neopentylglycol) and PE (Pentaerythritol) binary system on the basis of infrared spectrum experimental data and calorimetric results. It is shown that in the binary system some of the associated hydrogen bonds become weaker and are easier to break up. When temperature rises to a certain value, the hydrogen bonds, which retain in the course of phase transformation from the phase of NPG in PE to the plastic phase, will break up and form the second endothermal peak on the calorimetric curve. The number of retained hydrogen bonds is larger for the binary system NPG/PE with higher NPG concentration, and as a result, the corresponding enthalpy for the second endothermal peak is larger. While the influence of NPG on the retained hydrogen bonds is larger for binary system NPG/PE with higher NPG concentration, and the corresponding temperature of the second endothermal peak is lower.%多元醇在一定温度下发生固-固相变，大量文献都报道了它们的固-固相变焓、相变温度以及相图。本文以红外光谱测试结果以及量热实验结果为基础，探讨了新戊二醇/季戊四醇二元体系的固-固相变焓与氢键的关系：二元体系中部分分子间氢键变弱，变弱的氢键更易于断裂；温度上升到一定值，新戊二醇在季戊四醇中的相向塑性晶体相相变时保留下来的氢键断裂，形成二元体系的量热曲线的第二个吸收峰；高新戊二醇浓度的二元体系，可能保留下来的氢键数量少，第二个吸收峰对应的焓值小，但保留的氢键受新戊二醇影响更大，第二个吸收峰对应的温度更低。

摘要： 分别以聚乙二醇(PEG)、石蜡为相变物质,三元乙丙橡胶(EPDM)基吸油树脂为骨架支撑材料,通过吸油树脂对相变物质的吸附作用,制备了高分子固-固相变材料。使用红外光谱和差示扫描量热法对相变材料的结构和相变行为进行了研究;同时,采用偏光显微镜的反射模式对相变材料的动态相变过程进行了观察。研究结果表明:在相变储能材料中,相变物质石蜡与PEG的熔融相转变焓分别为140.8 k J/g和7.5 k J/g;结晶相转变焓分别为137.2 k J/g和2.8 k J/g;在动态升/降温的相转变过程中,可观察到相变物质在吸油树脂网络中的熔体流动/凝固状态;相变过程中相变物质未发生泄漏,具有可逆的相转变特性。

摘要： 分别以水和乙醇/水为溶剂,采用液相合成方法制备了有机-无机杂合物四氯合铜酸乙二铵([H3N(CH2)2NH3]CuCl4),通过X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)等测试手段对其结构和性能进行了表征.结果表明,不同溶剂对产物[H3N(CH2)2NH3]CuCl4的晶体结构和固-固相变性能有明显的影响.在乙醇/水介质中,晶体具有较高的a轴择优生长取向,所得产物层状结构明显,具有较高的固-固相变焓.

摘要： 制备以溴甲酚绿为电子给体,MgCl2·6H2O为电子受体,聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物制备了一种固-固可逆热致变色膜,用DSC、UV及XRD对该膜的热致变色性能及热致变色机理进行了探讨。结果表明：选择具有固-固相转变的聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物能使溴甲酚绿-氯化镁发生热致变色.

摘要： 制备以溴甲酚绿为电子给体,MgCl2·6H2O为电子受体,聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物制备了一种固-固可逆热致变色膜,用DSC、UV及XRD对该膜的热致变色性能及热致变色机理进行了探讨。结果表明：选择具有固-固相转变的聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物能使溴甲酚绿-氯化镁发生热致变色.

摘要： 制备以溴甲酚绿为电子给体,MgCl2·6H2O为电子受体,聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物制备了一种固-固可逆热致变色膜,用DSC、UV及XRD对该膜的热致变色性能及热致变色机理进行了探讨。结果表明：选择具有固-固相转变的聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物能使溴甲酚绿-氯化镁发生热致变色.

摘要： 制备以溴甲酚绿为电子给体,MgCl2·6H2O为电子受体,聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物制备了一种固-固可逆热致变色膜,用DSC、UV及XRD对该膜的热致变色性能及热致变色机理进行了探讨。结果表明：选择具有固-固相转变的聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物能使溴甲酚绿-氯化镁发生热致变色.

摘要： 制备以溴甲酚绿为电子给体,MgCl2·6H2O为电子受体,聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物制备了一种固-固可逆热致变色膜,用DSC、UV及XRD对该膜的热致变色性能及热致变色机理进行了探讨。结果表明：选择具有固-固相转变的聚乙二醇/二醋酸纤维素共混物为熔融性化合物能使溴甲酚绿-氯化镁发生热致变色.

摘要： 应用FTIR-ATR(AttenuatedTotalReflection)技术,在分子水平上对硝酸钠气溶胶微粒的潮解与风化过程进行观测.作者首次报道在潮解过程中硝酸钠气溶胶微粒转晶,和两种不同风化行为的红外光谱特征.硝酸钠气溶胶微粒的转晶行为导致其在加湿过程中不会出现明显的潮解点,而是一个持续吸水的过程.同时也使硝酸钠气溶胶出现两种不同的风化行为即:硝酸钠液滴与液滴和异相微粒(溶液包裹新固相)混合物的风化行为。

摘要： 应用FTIR-ATR(AttenuatedTotalReflection)技术,在分子水平上对硝酸钠气溶胶微粒的潮解与风化过程进行观测.作者首次报道在潮解过程中硝酸钠气溶胶微粒转晶,和两种不同风化行为的红外光谱特征.硝酸钠气溶胶微粒的转晶行为导致其在加湿过程中不会出现明显的潮解点,而是一个持续吸水的过程.同时也使硝酸钠气溶胶出现两种不同的风化行为即:硝酸钠液滴与液滴和异相微粒(溶液包裹新固相)混合物的风化行为。

摘要： 应用FTIR-ATR(AttenuatedTotalReflection)技术,在分子水平上对硝酸钠气溶胶微粒的潮解与风化过程进行观测.作者首次报道在潮解过程中硝酸钠气溶胶微粒转晶,和两种不同风化行为的红外光谱特征.硝酸钠气溶胶微粒的转晶行为导致其在加湿过程中不会出现明显的潮解点,而是一个持续吸水的过程.同时也使硝酸钠气溶胶出现两种不同的风化行为即:硝酸钠液滴与液滴和异相微粒(溶液包裹新固相)混合物的风化行为。

摘要： 应用FTIR-ATR(AttenuatedTotalReflection)技术,在分子水平上对硝酸钠气溶胶微粒的潮解与风化过程进行观测.作者首次报道在潮解过程中硝酸钠气溶胶微粒转晶,和两种不同风化行为的红外光谱特征.硝酸钠气溶胶微粒的转晶行为导致其在加湿过程中不会出现明显的潮解点,而是一个持续吸水的过程.同时也使硝酸钠气溶胶出现两种不同的风化行为即:硝酸钠液滴与液滴和异相微粒(溶液包裹新固相)混合物的风化行为。

摘要： 应用FTIR-ATR(AttenuatedTotalReflection)技术,在分子水平上对硝酸钠气溶胶微粒的潮解与风化过程进行观测.作者首次报道在潮解过程中硝酸钠气溶胶微粒转晶,和两种不同风化行为的红外光谱特征.硝酸钠气溶胶微粒的转晶行为导致其在加湿过程中不会出现明显的潮解点,而是一个持续吸水的过程.同时也使硝酸钠气溶胶出现两种不同的风化行为即:硝酸钠液滴与液滴和异相微粒(溶液包裹新固相)混合物的风化行为。

摘要： 本发明涉及一种相变温度可调的梳状共聚物固-固相变储能材料的制备方法，（1）按照一定量的摩尔比，称取三异氰酸酯偶联剂、聚乙二醇单甲醚和聚乙二醇；（2）将聚乙二醇单甲醚和三异氰酸酯偶联剂分别溶于溶剂中，氮气保护下加热反应，得到具有特殊端基的聚乙二醇单甲醚溶液；（3）将聚乙二醇溶于溶剂中，加入上述溶液中，氮气保护下加热反应得到具有梳状形态的共聚物溶液；（4）快速挥发溶剂，自然冷却即得梳形共聚物固-固相变储能材料。本发明所制备的梳形共聚物相变材料，相变温度可调，相变焓大，热稳定性能良好；且制备过程不需要使用其他高分子骨架支撑材料或包覆材料，直接采用溶液接枝聚合反应，工艺简单，容易控制。

摘要： 一种由化学交联法固载的固-固相变材料的制备方法，将丙烯酸聚乙二醇酯溶于去离子水中，加入交联剂和引发剂，将体系温度升至70～80°C，反应2～5h，形成具有交联网络结构的水凝胶，将水凝胶于35°C干燥24h，即得到固-固相变材料丙烯酸聚乙二醇酯凝胶；其中，所述交联剂与丙烯酸聚乙二醇酯的质量比为1∶200～7∶20，引发剂与丙烯酸聚乙二醇酯的质量比为1∶200～1∶50，去离子水与丙烯酸聚乙二醇酯的体积比为6∶1～10∶1。本发明通过化学反应改变丙烯酸聚乙二醇酯原有的化学结构，实现不同温度下的固-固相转变，并通过对反应条件的控制，改变产品的交联程度，从而调节相变温度和相变焓，以满足不同的实际要求。

摘要： 本发明涉及一种相变温度可调的梳状共聚物固-固相变储能材料的制备方法，（1）按照一定量的摩尔比，称取三异氰酸酯偶联剂、聚乙二醇单甲醚和聚乙二醇；（2）将聚乙二醇单甲醚和三异氰酸酯偶联剂分别溶于溶剂中，氮气保护下加热反应，得到具有特殊端基的聚乙二醇单甲醚溶液；（3）将聚乙二醇溶于溶剂中，加入上述溶液中，氮气保护下加热反应得到具有梳状形态的共聚物溶液；（4）快速挥发溶剂，自然冷却即得梳形共聚物固-固相变储能材料。本发明所制备的梳形共聚物相变材料，相变温度可调，相变焓大，热稳定性能良好；且制备过程不需要使用其他高分子骨架支撑材料或包覆材料，直接采用溶液接枝聚合反应，工艺简单，容易控制。

摘要： 本发明提供了一种具有高相变焓的聚氨酯固-固相变材料的制备方法，其配方包括多元醇Ⅰ：65%~96%、多元醇Ⅱ：1%~30%、二异氰酸酯：3%~20%、催化剂：0%~3%。本发明的制备方法包括步骤：将多元醇Ⅰ（或多元醇Ⅱ）与二异氰酸酯反应，合成预聚体，然后再利用将该预聚体与多元醇Ⅱ（或多元醇Ⅰ）混合均匀，加入催化剂后脱泡，浇注到模具中，固化，冷却，脱模，得到聚氨酯固-固相变材料。本发明所用的原材料易于获得，制备方法简便易控制，且制备过程不会用到对环境或人体有毒害的有机溶剂。

摘要： 一种由化学交联法固载的固-固相变材料的制备方法，将丙烯酸聚乙二醇酯溶于去离子水中，加入交联剂和引发剂，将体系温度升至70～80°C，反应2～5h，形成具有交联网络结构的水凝胶，将水凝胶于35°C干燥24h，即得到固-固相变材料丙烯酸聚乙二醇酯凝胶；其中，所述交联剂与丙烯酸聚乙二醇酯的质量比为1∶200～7∶20，引发剂与丙烯酸聚乙二醇酯的质量比为1∶200～1∶50，去离子水与丙烯酸聚乙二醇酯的体积比为6∶1～10∶1。本发明通过化学反应改变丙烯酸聚乙二醇酯原有的化学结构，实现不同温度下的固-固相转变，并通过对反应条件的控制，改变产品的交联程度，从而调节相变温度和相变焓，以满足不同的实际要求。

摘要： 本发明公开了一种通过化学合成制备聚氨酯聚合物，并以溶液铸模法制备聚氨酯柔性相变储能膜的制备方法。该方法在惰性气氛下以聚乙二醇，异氰酸酯和胺类化合物制备含相变结构单元的聚氨酯，并以此为主要成膜物质通过溶剂挥发制备得到柔性聚氨酯相变储能膜。此外，通过调节聚乙二醇分子量，得到相变温度在5～60°C，相变焓在70～118J/g之间的相变储能膜。本方法制备的相变储能膜，制备工艺简单，易加工成型，且稳定性好，储能密度高，并具有较好的柔韧性，可用于智能织物和柔性电子器件等领域的控温。

摘要： 本发明公开了一种新型的聚氨酯基固‑固相变材料及制备方法和应用；一种新型的聚氨酯基固‑固相变材料的制备方法，其特征在于：该方法包括：将相变储能材料聚乙二醇与异佛尔酮二异氰酸酯及1，4‑丁二醇在无水无氧的加热环境中进行预聚和扩链反应，反应完成后再将得到的材料进行干燥，获得新型的聚氨酯基固‑固相变材料；本发明操作简单，可通过调解PEG的分子量实现对最终复合相变材料膜的拉伸性能及储热性能等的调控，制备的复合相变材料解决了相变材料相变过程泄漏问题，可以任意弯曲压缩折叠，同时相较其他方法制备的聚氨酯基固‑固相变材料具有优异的可拉伸性能；本发明可广泛应用在电池、建筑、能源等领域。

摘要： 本申请涉及相变材料技术领域，尤其涉及一种固‑固相变聚合物材料及其制备方法、玻璃窗。本申请的固‑固相变聚合物材料的制备原料包括如下重量份的组分：预聚物75～85份，稀释剂15～25份，光引发剂5～10份，硅烷偶联剂1～3份；预聚物的结构式如下：其中，n＝20～140，R1为脂肪烃链或含芳香环的基团，R2为氢或烷基，R3为饱和烷烃链。本申请的固‑固相变聚合物材料具有一定的透光性和较高相变焓，也不易腐蚀、热稳定性好，因此可以用于建筑玻璃窗中，实现玻璃窗系统对室内温度的调节效果，具有很好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种聚合物固‑固相变材料的制备方法，包括：将三元炔基化合物、聚乙二醇、有机碱催化剂在有机溶剂中进行点击聚合反应，制得所述的聚合物固‑固相变材料；点击聚合反应体系中，还可包括AIE光热分子；本发明方法利用一步羟基‑炔点击聚合反应，制得的聚合物固‑固相变材料力学性能好、在相变温度下可以保持固态而不发生泄露，具有较高的焓值，结晶焓大于94J/g，熔融焓大于105J/g，能够通过改变温度实现形状记忆。AIE光热分子的掺杂可以使其在太阳光下充热、通过直接吸收热量或者光照自体发热储能。本发明聚合物固‑固相变材料在智能驱动和/或热管理领域的应用前景广泛。

摘要： 本发明属于固固相变材料的合成技术，尤其是涉及一种基于动态氨酯键的可回收、可再加工的固固相变材料及其制备方法。其公开了一种基于动态氨酯键的可回收、可再加工的固固相变材料，其结构式为，其中，n对应聚乙二醇(PEG)的分子量。其制备方法，包括如下步骤，步骤1：将摩尔比为2:1的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与PEG进行封端反应，得到端基为异氰酸酯基的预聚物；步骤2：向步骤1得到的预聚物体系中加入与PEG具有等摩尔羟基含量的三乙醇胺(TEOA)和一定量的催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，混合均匀后得到中间产物；步骤3：将步骤2得到的中间产物倒入聚四氟乙烯模具，在鼓风干燥箱中热固化成型，得到厚度为0.4±0.1mm的固固相变材料。