论文部分内容阅读
相变材料是近年来能源利用与材料科学领域研究十分活跃的方向之一,它在热能回收利用、建筑节能、保温服装等方面有着广泛的应用。高分了固-固相变材料以其储能密度大,体积变化小,不出现液态,无需容器进行封装,容易加工成型等特性,在能源利用领域保持着良好的发展势头,具有很大的实际应用价值。本论文主要内容是制备一种新型高分子固-固相变材料并对其相变性能进行研究。论文主要分为三部分。第一部分是将高分子固-液相变材料MPEG与壳聚糖进行接枝共聚,通过控制投料比从而制备了一系列的具有梳状结构的高分子固-固相变材料chitosan-g-PEG。通过FTIR、1H-NMR、DSC、TGA和WAXD等测试手段对所制备的固-固相变材料cbitosan-g-PEG结构和相变性能进行研究。测试结果表明,接枝共聚物表现出良好的可逆固-固相变行为,其相变焓最高可达95.22J/g,与同类相变材料相比提高至少10%。通过控制MPEG分子量和百分含量可以起到调节材料相变性能的作用,以满足不同的应用需求。接枝共聚物chitosan-g-PEG的热失重分析结果表明,其热稳定性好于壳聚糖。接枝共聚物比壳聚糖溶解性更好,可溶于DMF、DMSO和丙酮等常用溶剂,为chitosan-g-PEG的后期应用提供了良好的基础。第二部分研究内容是通过物理法得到PEG/chitosan共混体系,并与化学接枝法得到的chitosan-g-PEG接枝共聚体系进行对比。通过研究我们发现：PEG/chitosan体系与接枝共聚体系的相变行为有所不同,相变实质是一种形状稳定的固-液相变材料。并且接枝共聚体系的热稳定性好于物理共混体系。PEG/chitosan共混体系的相变焓要高于chitosan-g-PEG接枝共聚体系。第三部分研究内容是将纯接枝共聚物chitosan-g-PEG2000、chitosan-g-PEG5000与不同分子质量的PEG(6000、8000、10000)进行共混,得到一系列高分子固-固相变材料共混物。结果表明,通过选择二者的共混比例,可以起到调节相变材料相变性能的作用,从而可以制备一系列的相变材料。对chitosan-g-PEG2000共混体系和chitosan-g-PEG5000共混体系进行对比研究。结果表明,添加相同分子量的PEG时,要保持所得体系始终表现固-固相变特性的最大共混质量,chitosan-g-PEG5000共混体系要大于chitosan-g-PEG2000共混体系。