以PNIPAm系凝膠為載體的復(fù)合相變材料的制備和研究.pdf

1、固-液相變蓄熱材料因其具有較大的相變焓而成為目前研究的熱點(diǎn)，但有固-液相變蓄熱材料在相變過程中有固體變成液體體積變化大，盛裝困難。針對這種缺點(diǎn)本文將固-液相變蓄熱材料復(fù)合到高分子凝膠載體中，制備了一種不需要容器盛裝的新型復(fù)合蓄熱材料。 首先，本文作者以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)系共聚凝膠為研究對象，通過引入親水單體丙烯酰胺(AAm)和疏水單體甲基丙烯酸丁酯(BMA)制備了PNIPAAm、P(NIPAAm-co-AAm)和

2、P(NIPAAm-co-BMA)三種具有不同親水性的共聚凝膠。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NIPAAm系共聚凝膠呈現(xiàn)熱縮溫敏特性，在相轉(zhuǎn)變溫度LCST以下，隨凝膠親水性增強(qiáng)，凝膠的LCST升高。研究了三種凝膠在不同濃度的六種鈉鹽溶液中溶脹行為。結(jié)果表明，PNIPAAm系溫敏凝膠在六種鈉鹽溶液中的仍具有熱縮溫敏特性，與在水中相比，溫敏性減弱。20℃時(shí)，隨著鹽溶液濃度的增大，凝膠的溶脹速率減慢，平衡溶脹度減小。凝膠在鹽溶液中達(dá)到溶脹平衡的時(shí)間比在水中達(dá)到溶脹

3、平衡的時(shí)間長，且三種凝膠在鹽溶液中的平衡溶脹度均小于相同溫度下純水中的平衡溶脹度。 其次，本文采用自由基聚合法，合成了以PNIPAAm凝膠為載體，棕櫚酸和月桂酸的混合物為相變材料有機(jī)復(fù)合相變蓄熱材料；及P(NIPAAm-co-AAm、)凝膠為載體，棕櫚酸、月桂酸和Na<,2>/HPO<,4>·12H<,2>O為相變材料的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合相變蓄熱材料，采用紅外光譜(IR)、示差掃描量熱法(DSC)、熱重分析(TG)、掃描電鏡(SEM

4、)等手段對兩種復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及熱性能進(jìn)行了表征與分析，研究了有機(jī)酸和無機(jī)鹽的百分含量對復(fù)合材料的相變溫度和相變焓的影響。結(jié)果表明，兩種復(fù)合材料都隨有機(jī)酸含量的增加，相變溫度升高，相變焓增大，相變材料和凝膠的相容性增強(qiáng)。在150℃之前，兩種材料的失重率都只有1﹪左右。 PNIPAAm凝膠與混合酸復(fù)合的相變材料，當(dāng)混合酸的含量達(dá)到76﹪時(shí)，材料的相變焓為105 J·g<'-1>。添加Na<,2>HPO<,4>·12H<,2>O的復(fù)合