光熱轉(zhuǎn)換聚醚基定形相變儲(chǔ)能材料的合成及性能研究.pdf

1、可見光占太陽(yáng)輻射能的40％以上，但由于其低的熱效應(yīng)，難以直接被相變儲(chǔ)能材料所利用，本論文針對(duì)此科學(xué)問題，設(shè)計(jì)合成了光熱轉(zhuǎn)換定形相變儲(chǔ)能材料，即以色素（染料、碳材料）為太陽(yáng)光吸收介質(zhì)，以高熱焓值的聚乙二醇單甲醚(MPEG)或聚乙二醇(PEG)為相變儲(chǔ)能分子，構(gòu)筑光熱轉(zhuǎn)換與相變儲(chǔ)能功能于一體的功能材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射中可見光的有效利用。
　　論文通過對(duì)聚醚端羥基進(jìn)行化學(xué)改性，引入環(huán)氧基或異氰酸酯基，得到可反應(yīng)性聚醚;色素通過重氮化-偶

2、合、氯磺化、縮合或自由基等化學(xué)反應(yīng)，使其具有反應(yīng)性或在有機(jī)溶劑中具有良好的分散性;再以化學(xué)鍵鏈接構(gòu)筑聚醚型光熱轉(zhuǎn)換定形相變儲(chǔ)能材料，主要包括交聯(lián)型、縮聚高分子型和碳摻雜復(fù)合型三類光熱轉(zhuǎn)換定型相變儲(chǔ)能材料，采用UV-Vis、FT-IR、1H-NMR和13C-NMR譜圖對(duì)相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定。
　　首先，將反應(yīng)性聚乙二醇單甲醚及反應(yīng)性染料接枝到多乙烯多胺上，得到多胺型光熱轉(zhuǎn)換有機(jī)固-液相變儲(chǔ)能材料，保留部分可反應(yīng)性氨基，以甲苯-

3、2，4-二異氰酸酯(TDI)或三聚氯氰為交聯(lián)劑，通過交聯(lián)反應(yīng)，得到交聯(lián)定形相變儲(chǔ)能材料，賦予材料定形相變儲(chǔ)能性能及較強(qiáng)剛性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高的光熱轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)效率（對(duì)應(yīng)單波段，η＞0.94;可見光400～700nm，η＞0.74）和高的儲(chǔ)能密度（△H＞100 J/g）。
　　以具有兩個(gè)等反應(yīng)活性基團(tuán)（羥基、氨基）的染料和聚乙二醇為縮聚單體，利用TDI梯度反應(yīng)活性，通過兩步縮合法，獲得嵌段縮聚型光熱轉(zhuǎn)換有機(jī)定形相變儲(chǔ)能材料，賦予材料較好的

4、柔韌性、成模性及拉絲性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高的光熱轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)效率（對(duì)應(yīng)單波段，η＞0.90;可見光400～700nm，η＞0.76）、高的儲(chǔ)能密度(最大儲(chǔ)能密度高達(dá)142.9J/g)、定形相變儲(chǔ)能等性能。
　　將碳材料（碳黑、多壁碳納米管或單壁碳納米管）通過表面化學(xué)改性，使其具有良好的有機(jī)溶劑分散性，通過超聲輔助方法，將表面改性的碳材料均勻的摻雜到定形相變儲(chǔ)能材料中，得到碳基復(fù)合型光熱轉(zhuǎn)換定形相變儲(chǔ)能材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)可見光的全波段吸收與轉(zhuǎn)換