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SMA-g-PCM定形相变材料的制备与性能研究

作　者: 赵杰
导　师: 唐炳涛
学　校: 大连理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 相变储能材料苯乙烯-马来酸酐共聚物聚乙二醇定形
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文设计合成了接枝型定形相变储能材料,即在含有活泼酸酐官能团的高分子侧链引入有机相变储能材料,利用高分子骨架的支撑作用实现定形,利用侧链相变材料的结晶特性实现储能,以期得到高相变焓的定形相变储能材料。以过氧化苯甲酰为引发剂,通过沉淀聚合和溶液聚合两种方法制备苯乙烯-马来酸酐交替共聚物(SMA),详细研究了反应温度、引发剂用量、单体配比、单体浓度、反应时间对产物收率的影响。结果表明：沉淀聚合的最佳反应条件是：温度80℃,引发剂用量0.7%,单体配比1：1,时间2h,此时共聚物SMAa收率可达96.6%；溶液聚合的最佳反应条件是：温度80℃,引发剂用量0.6%,单体配比1：1,时间4h,单体浓度15%,此时共聚物SMAb收率可达99.0%。利用SMA侧链酸酐官能团的反应活性,通过接枝反应将三种脂肪醇(正丁醇、正辛醇、十八醇)接枝到SMAa上。详细考察了反应温度、反应物浓度、反应时间对SMAa-g-正丁醇收率的影响,结果表明：当反应温度为80℃,反应物浓度为15%,反应时间为8h时,产物的收率可达99.0%。并利用DSC考察了SMAa-g-脂肪醇的储热性能,结果表明：SMAa-g-正丁醇、SMAa-g-正辛醇、SMAa-g-十八醇都不具备储能效果。利用接枝反应将三种不同分子量的聚乙二醇(PEG20000、PEG10000、PEG6000)接枝到SMA上。以SMAa和PEG6000为例,详细考察了溶剂种类对SMAa-g-PEG6000收率的影响,结果表明：当选用甲苯做溶剂,温度为60℃时,产物收率可达98.0%,并通过IR验证了其结构的正确性。采用宏观形态分析、DSC、XRD、TG分析了SMA-g-PEG的定形性能、储热性能、结晶性能和热稳定性。结果表明：SMAa-g-PEG20000(79%)、SMAa-g-PEG10000(69%)、SMAa-g-PEG6000(58%)、SMAb-g-PEG20000(69%)的相变焓分别为125.2kJ／kg,106.3kJ／kg,70.1kJ／kg,75.3kJ／kg具有很好的储能效果；TG结果表明SMAa-g-PEG和SMAb-g-PEG在250℃以前很稳定；XRD结果显示SMAa-g-PEG和SMAb-g-PEG的结晶性能略低于PEG；宏观形态分析表明SMAa-g-PEG和SMAb-g-PEG有很好的定形效果。

SMA-g-PCM定形相变材料的制备与性能研究

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