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相变储能是最有效的储热方式之一。基于相变材料熔化和凝固过程的相变潜热储能系统适用于太阳能加热、电力的‘削峰填谷’、热能回收。相变材料是开发相变储能系统的前提,因而相变材料的研究一直是这一领域中心课题之一。 低温相变材料可分为无机、有机物及其复合物。十二水磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)是其中质量储热密度最大的一种,但由于熔化时发生相分离,而妨碍了它的实际应用。最新专利报道的防止十二水磷酸氢二钠相分离的方法,是在其熔体中原位合成聚丙烯酸钠作为增稠剂。实验证明该方法是有效的,但重复性差,合成的相变材料批与批之间的储热性能差异大。 本论文提出了一种新的方法,在十二水磷酸氢二钠熔体中原位合成淀粉接枝丙烯酸钠共聚物作为增稠剂,优化条件下合成的相变材料,在热循环实验中显示出稳定的储热性能。这些材料的固态晶体颗粒小于0.2毫米。晶体粒度与储热性能相关性研究表明,粒度越小其储热性能越稳定。热循环过程中材料熔点的变化也与其储热性能有关,稳定的相变材料熔点变化范围约为2℃。 本论文提出了另一种方法,是在十二水磷酸氢二钠熔体中,原位合成海藻酸钠接枝丙烯酸钠共聚物作为增稠剂。优化条件下合成的相变材料,在热循环实验中显示出与淀粉接枝丙烯酸钠体系同样好的储热稳定性能。 本论文还以界面聚合法成功地制备了石蜡微胶囊,以甲苯-2,4—二异氰酸酯及二元胺分别为有机相、水相的单体,聚乙二醇辛基苯基醚(OP)为水相乳化剂,考察了二乙烯三胺、乙二胺、己二胺三种胺与异氰酸酯反应的三种聚脲微胶囊体系。微胶囊直径约为0.2微米,形状为球形。微胶囊的储热量随石蜡量的增加而增加。包裹效率在60%~80%,投料时囊芯对囊壁比例减少则包裹效率有增大的趋势。热分析结果表明三种聚脲囊壁材料的开始分解温度为250℃左右,远高于石蜡(正二十烷)开始失重的温度160℃。实验结果表明由异氰酸酯与胺反应形成聚脲囊壁材料是一种快速、有效的包裹石蜡的方法。