刘盼盼等：羟基磷灰石气凝胶复合相变材料的制备及其性能 125 相变材料在加热过程中有两次质量损失.第一阶 品相比热性能更佳，其熔融焓和凝固焓测量值为 段的缓慢质量损失归因于吸附水分子的蒸发，第 85.10和85.30Jg,熔点和凝固点实际温度为 二阶段的急剧质量损失归因于十八醇分子的热分 57.68和47.81℃.纯十八醇的熔融焓和凝固焓分 解.观察到十八醇@HAP的分解温度和十八醇的 别为221.01和218.75Jg,熔点和凝固点温度分 分解温度相比有所降低，可能是因为十八醇和载 别为63.98和52.59℃.60%十八醇@HAP气凝胶 体之间形成了氢键，因为氢键的作用力比较弱，在 复合相变材料的熔融焓和凝固焓测量值为 较低温度下就可以断裂2.重要的是，HAP气凝胶 113.78和112.25Jg,熔点和凝固点实际温度为 在800℃以下的质量损失很小，证明其具有优异 61.40和53.03℃.复合相变材料的热循环性能对 的热稳定性，这一特性使其成为优良的固载相变 其实际应用具有重要意义，从图7(c)和(d)可以看 材料的热稳定支撑材料 出，复合相变材料经过20次加热-冷却循环后其 2.6复合相变材料的相变性能 焓值和相变温度没有发生明显的变化，表明复合 相变材料在使用时要求材料本身具有良好的 热可靠性和稳定性，采用差示扫描量热法研究了 表1HAP气凝胶相变复合材料的热性能 复合相变材料的热行为.表1和图7给出了复合 Table 1 Thermal properties of HAP aerogel composite PCMs 相变材料的热性能指标，纯石蜡的熔融焓和凝固 相变材料 负载量/%Tm/℃T/℃△Hm(Jg)△H/小g1) 焓（△Hm和△H)分别为176.97和174.45Jg,熔化 石蜡 10061.7355.97176.97 174.45 和凝固温度(Tm和T)温度分别为61.73和55.97℃ 石蜡@HAP 6057.6847.81 85.10 85.30 由于质量分数70%复合相变材料发生轻微泄漏， 十八醇 100 63.9852.59 221.01 218.75 60%石蜡@HAP气凝胶复合相变材料和50%的样 十八醇@HAP 60 61.4053.03 113.78 112.25 (a) (b) M -50%石蜡@HAP 一60%石蜡@HAP -60%十八醇@HAP 70%石蜡@HAP 一十八醇 石蜡 30 40 50 60 70 20 30 40 50 60 70 温度/℃ 温度/℃ (c) (d) A 一60%石蜡@HAP循环前 一60%十八醇@HAP循环前 60%石蜡@HAP循环后 一60%十八醇@HAP循环后 20 30 405060 70 80 30 4050 60 70 80 温度/℃ 温度/℃ 图7复合相变材料差示扫描量热分析曲线.()石蜡及复合相变材料：(b)十八醇及复合相变材料：(c)石蜡复合相变材料循环20次前后：(d)十 八醇复合相变材料循环20次前后 Fig.7 DSC curves of composite PCMs:(a)paraffin and composite PCMs;(b)octadecanol and composite PCMs;(c)paraffin composite before and after 20 times cycling;(d)octadecanol composite before and after 20 times thermal cycling相变材料在加热过程中有两次质量损失. 第一阶 段的缓慢质量损失归因于吸附水分子的蒸发，第 二阶段的急剧质量损失归因于十八醇分子的热分 解. 观察到十八醇@HAP 的分解温度和十八醇的 分解温度相比有所降低，可能是因为十八醇和载 体之间形成了氢键，因为氢键的作用力比较弱，在 较低温度下就可以断裂[24] . 重要的是，HAP 气凝胶 在 800 ℃ 以下的质量损失很小，证明其具有优异 的热稳定性，这一特性使其成为优良的固载相变 材料的热稳定支撑材料. 2.6    复合相变材料的相变性能 ∆Hm ∆Hf 相变材料在使用时要求材料本身具有良好的 热可靠性和稳定性，采用差示扫描量热法研究了 复合相变材料的热行为. 表 1 和图 7 给出了复合 相变材料的热性能指标，纯石蜡的熔融焓和凝固 焓（ 和 ）分别为 176.97 和 174.45 J·g−1，熔化 和凝固温度（Tm 和 Tf）温度分别为 61.73 和 55.97 ℃. 由于质量分数 70% 复合相变材料发生轻微泄漏， 60% 石蜡@HAP 气凝胶复合相变材料和 50% 的样 品相比热性能更佳，其熔融焓和凝固焓测量值为 85.10 和 85.30  J·g−1， 熔 点 和 凝 固 点 实 际 温 度 为 57.68 和 47.81 ℃. 纯十八醇的熔融焓和凝固焓分 别为 221.01 和 218.75 J·g−1，熔点和凝固点温度分 别为 63.98 和 52.59 ℃. 60% 十八醇@HAP 气凝胶 复 合 相 变 材 料 的 熔 融 焓 和 凝 固 焓 测 量 值 为 113.78 和 112.25 J·g−1，熔点和凝固点实际温度为 61.40 和 53.03 ℃. 复合相变材料的热循环性能对 其实际应用具有重要意义，从图 7（c）和（d）可以看 出，复合相变材料经过 20 次加热‒冷却循环后其 焓值和相变温度没有发生明显的变化，表明复合 表 1    HAP 气凝胶相变复合材料的热性能 Table 1    Thermal properties of HAP aerogel composite PCMs 相变材料 负载量/% Tm/℃ Tf /℃ ∆Hm/（J·g−1） ∆Hf /（J·g−1） 石蜡 100 61.73 55.97 176.97 174.45 石蜡@HAP 60 57.68 47.81 85.10 85.30 十八醇 100 63.98 52.59 221.01 218.75 十八醇@HAP 60 61.40 53.03 113.78 112.25 热流量/(W·g−1 ) 热流量/(W·g−1 ) 热流量/(W·g−1 ) 热流量/(W·g−1 ) (a) (b) 20 30 温度/℃ 70%石蜡@HAP 60%石蜡@HAP 50%石蜡@HAP 石蜡 40 60 70 80 50 60%十八醇@HAP 十八醇 20 30 温度/℃ 40 60 70 80 50 (c) (d) 20 30 温度/℃ 60%石蜡@HAP循环前 60%石蜡@HAP循环后 60%十八醇@HAP循环前 60%十八醇@HAP循环后 40 60 70 80 30 50 20 温度/℃ 40 60 70 80 50 图 7    复合相变材料差示扫描量热分析曲线.（a） 石蜡及复合相变材料；（b） 十八醇及复合相变材料；（c） 石蜡复合相变材料循环 20 次前后；（d） 十 八醇复合相变材料循环 20 次前后 Fig.7    DSC curves of composite PCMs: (a) paraffin and composite PCMs; (b) octadecanol and composite PCMs; (c) paraffin composite before and after 20 times cycling; (d) octadecanol composite before and after 20 times thermal cycling 刘盼盼等： 羟基磷灰石气凝胶复合相变材料的制备及其性能 · 125 ·