相變材料(PCM,Phase Change Materials)通過物理相態的轉變實現熱能的存儲與釋放,具有儲能密度大、溫度變化小的優點,在工業余熱回收、太陽能利用、建筑節能及熱能管理與溫度調節等領域具有廣闊的應用前景。而傳統相變材料相變后易流動,需額外封裝,但由于封裝材料自身無相變特性,導致得到的復合材料相變焓值顯著下降,難以獲得高相變焓值的定形相變材料。

最近,大連理工大學精細化工國家重點實驗室張淑芬教授團隊的唐炳濤教授與呂榮文教授合作,在該領域取得重要進展,即在前期相關工作的基礎上(Adv Func Mater,2013,23,4354-4360;Appl Energ,2016,184,241-246;J Mater Chem A,2017,5,958-968),兩位老師共同指導的博士生張宇昂同學利用三苯基甲烷三異氰酸酯(TTI)與聚乙二醇(PEG)交聯聚合,形成具有相變性能的三維交聯網絡(PC3D),進一步負載鏈狀聚乙二醇(PEG),形成半互穿網絡結構,同時賦予材料定形與高相變潛熱特性。通過調節鏈狀PEG的分子量,可以調節材料的相變溫度。
實驗結果表明,PC3D與鏈狀PEG形成了半互穿網絡結構并形成了統一的結晶區,由于PC3D本身具有相變性能,該復合材料在形狀穩定的同時還具有高的相變焓值(>169.7 J/g),且相變溫度在45.3~61.4°C范圍內可調,并具有良好的定形效果、熱穩定性和循環穩定性,具有廣闊的應用前景。
該研究為制備高相變焓值定形相變儲熱材料提供了新思路,相關成果發表于AIChE.J.,2018,64,688-696。
