【摘 要】
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广泛研究的有机相变材料大多属于固-液相变材料,在储热相变过程中由于材料吸热熔融,容易发生泄漏现象,增加了实际应用的难度。此外,有机固-液相变材料还存在导热性差的缺点,导致材料的热响应速率慢,使其储热效率大大降低。因此,本文采用微胶囊封装、三维多孔基体封装以及接枝聚合制备了三类复合相变材料,所合成的复合相变材料具有优异的储热性能,同时表现出光-热转换性能和较高的导热性能,拓宽了相变材料应用范围。具体
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广泛研究的有机相变材料大多属于固-液相变材料,在储热相变过程中由于材料吸热熔融,容易发生泄漏现象,增加了实际应用的难度。此外,有机固-液相变材料还存在导热性差的缺点,导致材料的热响应速率慢,使其储热效率大大降低。因此,本文采用微胶囊封装、三维多孔基体封装以及接枝聚合制备了三类复合相变材料,所合成的复合相变材料具有优异的储热性能,同时表现出光-热转换性能和较高的导热性能,拓宽了相变材料应用范围。具体研究内容如下:（1）利用原位聚合法制备了一系列新型纳米Zn O/三聚氰胺甲醛树脂复合壳材包覆正十八烷的相变微胶囊。该相变微胶囊的粒径约为10μm,其相变潜热可达123.90 J/g。当纳米Zn O在壳材中的含量达到7 wt%时,微胶囊相变材料优异的微观封装结构使其具备51.40%的包覆率,经过100次热循环后仍表现出原有不变的储热性能,此外还在光照下表现出优异的光-热转换特性,其光热转换效率高达75.2%。（2）以高锰酸钾、氢氧化钠以及四水合氯化锰为原材料,通过水热反应、自组装和冷冻干燥法获得三维氧化锰纳米棒基泡沫。在此基础上,以氧化锰纳米棒基泡沫作为支撑材料,重均分子量为6000的聚乙二醇（PEG-6000）作为相变材料通过真空吸附法制备复合相变材料其具有125.35～164.86 J/g的储热焓值,光吸收性能高达90%。此外,由于氧化锰纳米棒在光照中存在电子跃迁以及释能现象,使复合相变材料具备优异的光热转换性能。（3）以PEG-8000为相变功能单元、4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为交联剂以及氧化石墨烯（GO）和改性六方氮化硼（h-BN）为“硬段”,通过接枝聚合制备了一系列高导热复合固-固相变材料。该复合相变材料主要通过活性官能团与异氰酸根反应合成的桥键形成稳定的交联结构,其交联结构由“软链段”PEG-8000以及“硬链段”的GO/h-BN@MDI组成。其相变焓在123.42～155.71J/g范围内,储热效率最高可达98%。并且,其导热性能获得了大幅度提升,导热系数高达0.574 W/m K。
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