论文部分内容阅读
为了更好地缓解日趋紧张的能源问题,合理、有效地开发新的能源和提高能源的使用效率具有重要的意义,利用物质的相变进行能量的存储和释放是新能源利用和节能技术研究的重要方面。脂肪酸具有储热密度大、相变过程温度恒定等优点而备受关注,但存在着传热性能较差、相变过程无定型、易泄露等一些缺陷。为解决这些问题、充分发挥相变材料的储热性能,定形相变材料的研究与发展,已经成为能源领域的重点研究方向。纳米技术的快速发展,及其在复合材料领域的广泛应用,为制备高性能的复合相变材料,提供了极好的机会。而静电纺丝则是一种简单方便、可用于制备超细复合相变纤维的重要方法。本文首先以聚酰胺6(PA6)为支撑材料、月桂酸(LA)为相变材料,利用静电纺丝的方法制备了LA/PA6超细复合相变纤维,研究了碳纳米纤维(CNFs)和碳纳米管(CNTs)对LA/PA6超细复合相变纤维结构、形貌和性能的影响;然后采用物理吸附的方法,将静电纺PA6纳米纤维膜充分吸附癸酸(CA)及其二元共晶脂肪酸(如CA-LA、CA-PA和CA-SA),制得CA系脂肪酸/PA6超细复合相变纤维,对其结构、形貌与储热性能进行了表征,进而研究了膨胀石墨(EG)对其热性能的影响。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、微燃烧量热仪(MCC)和热传导性能测试的表征,研究了超细复合相变纤维的表面形貌、储热性能、热稳定性能、燃烧性能和传热性能。LA/PA6/CNFs和LA/PA6/CNTs超细复合相变纤维的SEM图像表明,静电纺制备的超细复合相变纤维具有良好的形貌结构,DSC、TGA、MCC和热传导性能测试结果表明,超细复合相变纤维具有较好的储热性能,CNFs(或CNTs)的加入提高了其热稳定性,降低了其燃烧性能和改善了其热传导性能。CA系脂肪酸/PA6超细复合相变纤维的SEM图像显示,PA6纳米纤维吸附CA系脂肪酸后,纳米纤维膜有所膨胀、纤维直径变大,EG的添加增大了PA6纳米纤维膜对CA系脂肪酸的吸附量,DSC和热传导性能测试表明EG的添加增强了CA系脂肪酸/PA6超细复合相变纤维的热传导性能,提高了其相变潜热,但对相变温度没有明显影响。