废弃纤维相变蓄能建筑材料的开发与应用

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相变材料(PCM)是在一定的温度范围内可改变物理状态(气、液、固相)的功能材料,在不同的相之间变化的过程中相变材料会吸收或释放大量的潜热,从而实现储、放热功能。在改变过程中由于它们具有较大的潜热和恒温,PCM广泛用于潜热储能系统(LTES)和热量管理系统(TM)。由于其具有蓄能的优点,PCM已被广泛用于太阳能,航空航天工业,建筑,纺织工业等。废弃纺织纤维量日益增加,如果能将这些废弃物加以回收利用,制成具有高附加值的产品的话,一方面可以减轻废弃物处理的压力、降低对环境污染的程度,具有明显的环保效益;另一方面可以降低高附加值产品的生产成本,具有客观的经济效益。相变蓄能建筑材料具有储热密度高,温度波动小,安全性高以及化学稳定性好等优点近年来被研究者广泛研究。本文研究的废弃纤维增强相变蓄能建筑材料既可以将废弃纤维循环再利用,也能大大减少建筑能源的消耗,可以有效的调节能量供应不足与能量需求巨大的矛盾,具有很大的研究价值。本课题以聚乙二醇、废弃纤维、铜粉、不饱和聚酯树脂为原料,通过双辊混炼--热压成型法,并通过手糊成型工艺进行封装,制备废弃纤维相变蓄能建筑材料。结果表明:通过扫描电镜和红外光谱分析了废弃纤维、铜粉和聚乙二醇三者混合均匀,成型良好,且三者间的结合方式为物理结合。通过单因素实验,通过热重分析、DSC分析、导热系数测量、强力测试,主要检测蓄能能力,其次力学性能检测指标,优化了废弃纤维相变蓄能建筑材料工艺参数为:铜粉质量百分数1.95%,聚乙二醇质量百分数63.05%,废弃纤维质量百分数35%。在此工艺条件下制得的废弃纤维相变蓄能建筑材料相变焓值为87.9J/g,拉伸强度为2.329Mpa。废弃纤维相变蓄能建筑材料相变蓄能能力良好,力学性能优良,适用于建筑工业等领域,具有广阔的应用前景。
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