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利用相变材料(Phase Change Material, PCM)的相变潜热储存热能,制备新型建材,用于建筑内部保温调温,可提高能源使用效率,减少建筑能耗和温室气体排放。 本文研究的工作物质石蜡,作为相变蓄热材料因具有相变温度接近或略高于室温,较高的相变潜热,无过冷现象及相分离现象,性能稳定,无毒,无腐蚀性,价格便宜等优点而备受欢迎。 石蜡是固-液相变材料,如果直接加入到建筑材料中构建相变墙体,有可能在使用过程中发生液体泄漏现象,影响墙体的使用效果。为防止这种缺陷的产生,本文采用高分子材料LDPE作为定型材料,蒙脱土、膨胀石墨作为吸附材料,以熔融共混的方式,分别制备二元、三元、四元石蜡复合相变储能材料,并研究其封装性、相变温度和热流率等。 首先,制备二元石蜡/LDPE复合相变材料,对其进行高温软化试验、差热分析、耐久性试验和恒温水浴试验。分析数据表明,石蜡用量每增加5％,质量损失率明显上升,相变温度升高幅度不超过1℃,热流率升高明显并不小于37.76%,且当石蜡含量超过50%时,LDPE难以将石蜡包裹完全。 其次,制备三元石蜡/LDPE/蒙脱土复合相变材料,对其进行高温软化试验、差热分析、耐久性试验和恒温水浴试验。分析数据表明,蒙脱土能有效的吸附石蜡,且吸附量与蒙脱土含量成线性关系,随着蒙脱土用量增加到3%、5%时,相变温度降低了0.5℃、0.3℃,而热流率增大50.98%、92.09%。 最后,制备四元石蜡/LDPE/蒙脱土/膨胀石墨复合相变材料,对其进行高温软化试验、差热分析、耐久性试验和恒温水浴试验。分析数据表明,膨胀石墨使用量为1%、3%、5%时,复合材料对石蜡的吸附增强,相变温度变化不大,热流率随膨胀石墨的添加上升了0.0285mW、0.04996mW、0.05804mW。 综上所述,在试验分析研究了二元、三元、四元复合相变储能材料,表明添加吸附材料蒙脱土和膨胀石墨可有效抑制复合相变材料石蜡/LDPE中石蜡的析出,同时增大导热性。