《高分子材料加工实验》 实验三十其它新材料的制备与性能测试 硬脂酸相变储能石膏板的制备与性能研究 一、目的和要求 本实验以膨润土等为载体，硬脂酸等为相变材料，采用超声震动和液相插层 相结合的方法制备出硬脂酸/膨润土复合储能材料，复合储能材料与石膏粉有较 好的相容性，可制作成相变储能石膏板。 与普通石膏板相比，复合石膏板应具有较好的保温隔热性能和相变储能功 能、具有降低能耗，减缓室内温度波动的功能，能应用于建筑等领域。 二、实验概述 节能、环保已成为当今社会关注的话题，相变储能材料以其自身的优势将在 绿色能源和环保材料的研发领域发挥着日益重要的作用。在航空航天、太阳能利 用、采暖和空调、蓄热建筑等众多领域具有重要的应用价值和广阔的前景。 传统的隔热保温建筑材料主要以增加空气间隙，减小热传导效率的方式实现 隔热，但这些产品不具备根据室内温度自动调节温度的功能，降低建筑能耗的效 果有限。自调温材料利用相变材料的储热特性使建筑增加自调温功能，降低建筑 能耗。利用相变材料的这种储热特性，可以在环境温度较高时，把多余的能量储 存起来，在环境温度较低时再把它释放出来，从而实现建筑节能。相变储能材料 由于能解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾而成为国内外能量利用和材 料科学方面研究的热点。 目前，国内外储热建筑材料研究主要集中在有机相变材料。其中，以石蜡， 脂肪酸和多元醇为相变材料的研究报道很多。醇类PCM具有合适的相变温度、高 熔化热、过冷度小、无毒无腐蚀性等特性，然而用饱和一元脂肪醇类物质作为相 变材料的研究报道很少。有机物相变材料的导热系数普遍比无机相变物的低，降 低了其传热性能，且在使用过程中存在稳定性差、液相泄漏等问题，限制了它们 的广泛使用。如：硬脂酸相变潜热值较大(199KJ/g),相变温度(56℃)较低， 常温下化学性质较稳定，但也存在固液相转变温度稍高、体积变化大等问题，需 要对硬脂酸改进。 为了克服这些缺点，本实验以膨润土等为载体，硬脂酸等为相变材料，采用 超声震动和液相插层相结合的方法制备硬脂酸/膨润土复合相变储能材料。通过 储能材料相变焓的测试和潜热储能能力等分析，进而制备出潜热储能性能良好的 硬脂酸/膨润土相变储能石膏板，借助实验模型进一步研究相变储能石膏板在建 筑节能中的作用。 三、仪器、设备和材料 1、仪器、设备 HH-2数显恒温水浴锅，WG-2003台式干燥箱，Nicolet-Series 550;KQ-100B 型超声波清洗器，综合热分析仪 2、材料 硬脂酸、无水乙醇、普通石膏粉、钠基有机膨润土、聚乙烯醇等。 四、实验内容 以膨润土等为载体，硬脂酸等为相变材料，采用采用超声震动和液相插层相 结合的方法制备硬脂酸/膨润土复合相变储能材料。通过储能材料相变焓的测试 和潜热储能能力等分析，进而制备出潜热储能性能良好的硬脂酸/膨润土相变储
《高分子材料加上实验》 能石膏板。 五、实验步骤 1、硬脂酸/钠基有机膨润土复合相变储能材料的制备 在250mL的三口烧瓶中加入10g钠基有机膨润土（改性方法参见相关文献） 和一定量的无水乙醇，在60℃下搅拌至改性土分散均匀：将钠基有机膨润土和 硬脂酸按一定的混合质量比（比如：10：1、10：3、10：5、10：7、10：9、10：10、 10:11、10:13、10:15、10:17、10:20等)分别加入到改性膨润土悬浮液中，搅 拌分散均匀，超声15min,再倒入三口烧瓶中将悬浮体系升温到80℃，冷凝回收 蒸出的有机溶剂，直至溶剂快蒸发完全时，将产物取出，放入烘箱中60℃干燥 至恒重，即得硬脂酸/钠基有机膨润土复合相变储能材料，冷却，研磨待用。 2、硬脂酸/钠基有机膨润土复合相变储能储热复合石膏板的制备 将普通石膏粉和硬脂酸/膨润土相变复合材料按实验预定质量配比（比如： 1:5)混合，加入适量的水和PVA(质量分数5%聚乙烯醇分散剂)的混合物，快 速搅拌倒入100mmX100mmX10mm的模具中压实并刮平，发热反应硬化后脱模，在 通风处晾干，即制成相变储能石膏板。用同样的方法制备不含相变材料的普通石 膏板。 3、对各种石膏基相变储能材料试样进行性能测试：对各种复合相变储能材料进 行DSC分析、红外光谱分析和吸水率的测定、以及导热性能等测定。 六、实验记录与处理 1、对复合相变储能材料进行DSC测定及分析 2、对相变储能石膏板进行储能性能分析 3、对相变储能复合材料进行节能功能的初步分析 4、对相变储能石膏板进行吸水性能分析 5、对相变储能石膏板进行密度测试及分析 6、对复合相变储能材料进行红外光谱表征 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information