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相变储能材料(phase change materials,PCM)是一种在某温度或温度范围内通过改变自身状态来吸收和释放大量潜热的功能性材料。优良的相变材料具备相变潜热高、温度适宜、性能稳定、价格低廉及可重复使用等性质。石蜡作为稳定性优异的固-液相变材料是近年来相变材料研究的热点,但由于固-液相变材料在相变过程需要改变相态而出现液相,不加封装或封装不好会导致相变材料的泄露,有安全隐患,且封装会导致其中的相变材料出现相分离、易老化的问题,封装材料也会降低相变材料的导热效率。将相变材料加入高分子基体中制备得到定形相变储能材料是近几年来相变材料的研究热点。利用高分子材料的三维网络结构将分散于结构中的相变材料固定,使其在宏观上表现为固态,根据需求制成不同相态的新型相变材料,固定在其中的相变材料发生相变变化时不易发生泄漏,且作为支撑材料的高分子可以发挥自身性能的优势。聚乙烯醇具有优异的水溶性和生物可降解性,常用无毒溶剂溶解制备复合材料,其熔融温度和分解温度接近,需降低其熔点才可进行熔融加工。本文的研究内容主要分为两方面:一是以相变蜡(PC-WAX)为相变介质,聚乙烯醇(PVA)为高分子基体,水(H20)为溶剂,通过溶液共混法制备PC-WAX/PVA/H2O三元共混物流体、三元复合片材和冻胶体,观察三者相容性。采用旋转流变仪对三者进行稳态和动态的流变性能测试,通过差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机对材料的表面形貌和力学性能进行测试分析。二是通过毛细管流变仪的Haul-off装置将用水溶胀过后的PVA水颗粒与PC-WAX以及MEPCM进行共混挤出,观察复合挤出丝的形态,分析挤出工艺参数对复合挤出丝的影响。采用差示扫描量热仪、热重分析仪、氨纶弹力拉伸仪对复合挤出丝的热性能和力学性能进行测试分析。研究结果表明,一定配比下的PC-WAX/PVA/H2O三者在高温高速搅拌后具有很好的相容性,混合均匀可得到乳白色黏稠状三元共混物。稳态流变测试下均匀共混的试样呈现非牛顿流体的性质,增大PC-WAX含量或减少H2O的含量会使该三元共混物的表观黏度增大,剪切变稀行为明显。在三元共混物中,相变蜡添加量由0增加到4.5时,其非牛顿指数由0.92降至0.59,结构黏度指数由1.22上升至6.42,非牛顿性增强,结构化程度增大。升高温度会降低三元共混物的剪切黏度和黏流活化能,随剪切速率的增大,剪切黏度对温度的敏感性下降。所得的PC-WAX/PVA/H2O三元复合片材为结晶聚合物,三元冻胶体为内部存在大量氢键作用的黏弹性高聚物。采用旋转流变仪测试发现材料的储能模量均大于损耗模量,说明内部存在网状结构。角频率和温度会影响PC-WAX/PVA/H20三元冻胶体的储能模量和损耗模量,三元冻胶体对温度的敏感性要大于角频率。力学拉伸证明PC-WAX/PVA/H2O三元复合片材具有较好的拉伸性能和断裂强度。PC-WAX/PVA/H2O三元冻胶体的回弹性较好,三元冻胶体具有较好的溶胀性。经水溶胀后的PVA在温度为130℃时通过熔融挤出可以得到稳定的丝条。加入PC-WAX和MEPCM共混熔融挤出得到的PC-WAX/PVA和MEPCM/PVA共混挤出丝均有相变功能,熔融温度和结晶温度略高于理论值。MEPCM/PVA共混挤出丝相变性能略优于PC-WAX/PVA,但力学性能有所下降。两种共混挤出丝的热降解温度分别介于PC-WAX和纯PVA、MEPCM和纯PVA之间。