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定形相變材料的研製及熱性能分析

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3.1.3 材料均勻性
  我們分別在兩個定形相變材料試樣(組成材料一樣,石蠟所佔百分比不同)的4個不同部位分別取樣進行DSC分析,得結果見圖2,從圖中我們可以看出同一試樣不同部位相變潛熱值差別不大,差別在10%以內,說明定形相變材料中石蠟分佈較均勻。
  3.1.4 潛熱測定及石蠟摻混比臨界值討論
            
                       圖2 試樣不同部位潛熱值測試結果
             
                        圖3 60#石蠟DSC測試曲線
              
                    圖4 定形相變材料(石蠟佔70wt%)DSC測試曲線
             
                     圖5 定形相變材料(石蠟佔90%)DSC曲線
             
                    圖6 不同比例石蠟的定形相變材料的潛熱測試值
  
  從60#石蠟DSC測試曲線(圖3)可以看出,60#石蠟有兩個相變峯,每個相變峯出現在40℃附近,較小,第二個相變峯出現在60℃,較大。從定形相變材料的DSC曲線(圖4,5)中同樣可以看到這兩個相變峯,聚乙烯熔融的峯出現在120℃附近。可以看到兩者的溫度差約爲60℃,能夠保證在定形相變材料中石蠟發生相轉變由固態變成液態時,聚乙烯能支撐結構使得材料形態不變。由DSC測得的相變熱和用石蠟所佔百分比概算得的結果差別不大。圖6爲含不同比例的石蠟的定形相變材料的潛熱,石蠟含量在70%~90%之間,材料的相變熱在130~175kJ/kg,可以看出潛熱值隨石蠟所佔比例增加近似線性增加。爲了實現支撐材料的對整體結構的支撐作用,支撐材料在定形相變材料中所佔比例應有一個下限,即石蠟所佔比例有一個上限,在製備定形相變材料時,石蠟比例達到90%時,定形相變材料有一些滲出現象,所以石蠟在定形相變材料所佔質量百分比的不宜大於90%。

定形相變材料的研製及熱性能分析


 3.1.5其他
  用HDPE和60#石蠟混和,石蠟摻混比達到80wt%時,定形相變材料性能較好,材料潛熱測量值達到144.4kJ/kg。
  
  3.2 掃描電子顯微鏡分析結果
  利用掃描電子顯微鏡對用低壓聚乙烯和60#半精炬石蠟(熔點60~62℃)製成的定形相變材料進行了結構分析。對定形相變材料的脆斷面進行了拍照觀察,然後用有機溶劑溶去石蠟對HDPE構架進行了觀察。
              
                    圖7 定形相變材料掃描電鏡結果(1500倍)
              
                    圖8 定形相變材料掃描電鏡結果(3000倍)
  
  對定形相變材料斷面用有機溶劑浸泡後溶去石蠟後的'表面分析,得到圖7和圖8 的掃描電鏡照片。淺色部分爲聚乙烯的形成的骨架,深色的部分爲石蠟被浸泡溶去後形成的凹陷。可以看到,定形相變材料分佈較均勻,聚乙烯形成了空間的網狀結
構。在石蠟熔融時,聚乙烯能夠起到的支撐和封裝作用,使材料的整體武裝不發生變化。
  
4 結論
  
  可用不同類型的高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯等一系列高分子材料作爲支撐和微封裝材料,不同熔點、不同類型的石蠟作爲相變材料,製備系列定形相變材料,其中石蠟質量百分比可達80%,潛熱較高,均勻性較好。有望作爲相變地板應用到房屋建築當中,並且可能和其他材料混合作業一種新型的建築材料。下一步需要繼續改進材料製備的工藝,改善材料的力學及其他性能。
  
  
參考文獻
  
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