石蜡类复合定形相变材料制备研究.pdf

维普资讯 第 36卷 第8期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．36 No．8 2007年 8月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Aug．2007 石蜡类复合定形相变材料的制备研究 李玉蓉 ，夏定国 ，焦庆影2，谭凤姣 (1．湖南科技大学化学化T学院，湖南 湘潭 411201；2．北京T业大学环境与能源学院，北京 100022) 摘 要：复合定形相变储能材料(PCM)是一种新型的环保节能材料，具有重要意义。本文探讨了利用机械搅 拌制备复合定形PCM 的新方法，并与传统蜜炼法制备的复合定形PCM在热性能上进行比较和分析，发现该法制 备的复合定形PCM储热值增高，贮热物质的渗漏性减小，而且工艺简单，成本降低，在北方冬季采暖的暖通系统中 具有可观的应用前景。 关键词：定形 ；相变储能；复合材料；热学性能 中图分类号：TB34 O414．13 文献标识码：A 。文章编号：1671．9905(2007)08—0004—04 相变储能材料 (PCM，PhaseChangeMaterials) 导热系数相对于纯石蜡类的导热系数有很大的提 是近年来发展迅速的一种环保节能材料，在暖通空 高。上述定形 PCM 主要采用双辊混炼或双螺杆挤 调、建筑、太阳能利用、服装等领域应用广泛，具有重 出的方法制备，复合定形 PCM可以制成板状或颗 要意义u J。相变材料按其工作相态主要有固．固 粒状，不需要特殊的封装容器；但其制备工艺和条件 PCM和固一液PCM。其中固一固PCM在储放热过程 复杂，另外，在实际应用中，材料的力学性能和贮热 中可始终保持固定外形，而传统的固一液 PCM在储 材料的渗漏性都有待进一步提高。本文以石蜡为贮 放热过程中伴随固一液相态的转变，因而必须有专门 热物质，同时以聚烯烃和弹塑体为支撑体，少量石墨 的封装设备，不仅降低了传热效率而且增加了成本。 为无机填料来制备复合定形PCM，用不同于传统蜜 但 由于可选用的固一固PCM种类少，且多数价格昂 炼法的一种新方法来制备复合定形PCM，并与传统 贵，因此，尽管储放热过程中流动性液态的生成给固 方法制备的复合定形 PCM 在物理性能、储热性能 一 液PCM 的使用造成了诸多不便，目前应用较多的 等进行了对 比。 仍是来源丰富、价格低廉的固一液PCM[3--5]。 1 买验部分 常用的固一液 PCM包括无机类固一液 PCM(水 合无机盐、熔融盐等)和有机类固一液 PCM(烷烃、脂 1．1 复合定形 PClVI的制备 肪酸、酯、高聚物等)。无机类固一液PCM储热值高， 本文中的复合定形 PCM 以熔点为 18．82℃的 导热性能好，但腐蚀性大，热稳定性差；有机类固一液 16#液蜡和熔点为41．94℃的40#储能蜡为贮热物 PCM热稳定性好，腐蚀性小、毒性小、价格低廉，但 质；支撑体材料为聚烯烃HDPE和热塑弹性体SBS； 导热性能差。因此有研究者研究制备一种具有固定 石墨为无机填料。制备方法有 2种：一种是传统的 外观的、集无机、有机材料优越性于一体的定形 蜜炼热压法，即原料通过双辊混炼后在热压机上模 PCM 。Inaba[61叶宏L’J等人研究了高密度聚乙烯和 、 压成板型；另一种方法是机械搅拌液压法，即通过高 石蜡制备的定形 PCM，贮热物质石蜡的质量分数可 温下的搅拌使各组分均匀混融，半流动态的熔体在 达0．74--0．75；肖敏[8--93等人研究了石蜡和热塑弹 液压机上模压成板型。所用的设备为实验室 自行研 性体SBS组成