相变材料当成芯材用微胶囊时在工程应用中性能研究.docxVIP

- PAGE 1 - 摘 要 近几年来，相变材料受到许多国内外众多相关领域专家的关注，相变材料的出现，不光在建筑畛域遭到注重,在太阳能利用、纺织技术、空调系统、电力系统、建筑节能、军事及农业等相关领域也有不同程度的应用。 微胶囊技术是相变材料的必威体育精装版应用技术，相变微胶囊是由自然或分解的聚合物材料与相变芯材包裹而成的粒子。相变微胶囊由壁和核两部分组成，其中囊核为相变材料。 涂料是一种维护和装饰物体表面的材料，在建筑、工农业和交通运输方面都发挥着重要作用。随着科学技术的进步，涂料的使用领域不断扩大，并逐步具有特定的功能，如绝缘涂料、船舶防污涂料、隔热涂料、温控涂料等。相变材料作为一种新型的控温材料，运用越来越普遍，主要应用在节能控温方面，如空调制冷系统房屋装修材料及可控温的集装箱等。 本课题将探讨相变材料的其中一种，作为芯材用微胶囊加入到相变涂料中，然后研究其相变涂层的性能。 关键词：相变储能，相变材料，微胶囊，涂料，石蜡 引 言 1.1前言 动力在工业消费和经济发展中起着举足轻重的作用，是鞭策社会提高和改良的物质根底。随着能源危机的始终深化，能源的过度耗费已经成为国际社会所面临的严重问题。能源的耗费使不可再生的能源越来越少，节能已成为各行各业亟待解决的首要问题，因而，节能技术备受关注，相变材料是一种新兴材料，已经逐渐成为全球关注的重点[1]。目前，相变材料主要运用的是相变潜热，主要用于建筑畛域,化工材料畛域和日用品中。相变材料的遍布使用，必将为节能控温畛域带来难以预计的开展[1]。 1.2相变材料 1.2.1 相变材料的定义 相变材料是种使用相变材料的潜热来储存和释放能量的化学材料，该材料是经过材料自身相态或构造变动，向环境主动吸收或释放潜热，从而到达改动环境温度，节俭动力运用的物质[1]。 1.2.2?相变材料的特点 相变材料在各种功能上都有一定的要求。 只有满足这些要求，才能将它们称为具有以下特征的相变材料：(1) 热性能:要有适宜的相变温度和潜热。 (2) 化学性能:能够在重复的相变过程中坚持性能安定，并且具有良好的可逆性。使用条件安全，不会变质，无毒，无污染。(3) 物理性能:相变时蒸气压低，体积变化小，密度高。 (4) 经济性能:材料应该便宜并且容易获得。 在理论的使用研讨中，单一的相变材料很难满足各种功能目的的要求。所以，适宜的相变温度和相变潜热是首先要思考的问题，其余的各种影响要素是次要的，在探求新材料的过程中，有必要尽可能多的思索进步材料的热性能或经过与其他材料的复合来提高材料的性能，来提高新材料的使用价值与使用领域。相变材料不是凭空创造的新型材料，它本来就存在于自然界中。已知使用了500多种自然和合成相变材料。 由于相变材料的选择受温度范围和价格等要素的影响，为了到达良好的温度领域，复合相变材料已成为人们的首选[1]。 1.2.3 相变材料的分类 已经知道和掌握了许多种相变材料，其分类形式也是多种多样的[1]: （1）根据材料组成的不同，可以分为：无机相变材料、有机小分子相变材料和聚合物相变材料。无机相变材料:结品水合盐类，熔融盐类等:有机小分子相变材料:高级脂肪烃类，脂肪酸或其酯或盐类；醇，酰胺、芳香烃等；高分子相变材料：聚烯烃，聚多元醇，聚烯酸，聚酰胺等。与无机相变材料比较，有机相变材料不易产生相分离和过冷现象，且腐蚀性小，相变温度和焓随碳链的增加而增大。(2)根据相变方式，能够分为固-气相变材料，液-气相变材料、固-固相变材料及固-液相变材料。固-液相变和固-固相变是两种常用的相变材料。在固-气，液-气相变过程中，产生气体，相变材料体积变化大，应用范围窄。固-固相变材料在相变过程中体积变化小，对容器的密封性和强度要求低，但种类少，实际应用产品也少。所以，固-液相变材料在实际应用中最为广泛。 (3)按温度范围，可分为低温、中温和高温相变材料。低温相变材料：20℃-200℃， 中温相变材料：200℃ -500℃，高温相变材料：500℃ -2300℃。低温相变材料具有温度范围宽，储能密度高，是固-液相变储热的主流材料。 1.2.4 相变材料的相变储能机理 相变材料是一种具有高相变潜热的绿色循环储能材料，在相变过程中能够吸收或释放大量的能量。从热力学角度剖析，相变材料蓄热的原理可分为两种状况[2]。 图1-1 物理相变原理图 （1）材料中分子的排列产生变换：当分子有序排列时，分子间振动慢、内能低；当分子间无序排列时，分子间振动快、内能高。如上图1-1所示，当分子排列从有序排列变为无序排列时，从宏观上看，材料为吸热；反之则为放热。这种反应是一种物理反应，宏观上表现为材料的熔化凝固等现象，代表有石蜡等有机相变材料的固液反应。（2）材料内产生键的断裂与重组：如图1-2所示，分子内发生键的断裂时，须要提供大量的能量来