膨胀珍珠岩_有机羧酸复合相变储能材料试验研究
膨胀珍珠岩复合保温材料的研制及性能分析
膨胀珍珠岩复合保温材料的研制及性能分析
赫一清 孝感学院化材学｝０１２１ ￣ ７３４班
≤， ｉ 冁 如何 开发出 优异的 性能 保温材 实 题。 由干部 分骨料表面 的憎水性 ，使得两 种材 ｛ 料，
现节能降耗、 节约资源、减小环境污染 ，是 当前 我国 温材料研 究的热点。本文以单 因素分析， 保 以膨胀珍珠岩 ，白水泥，Ｐ ＶＡ为主要原料 备 了 芨 ｌ合保温材料。经测试，此复合保温材料的性 能
讨【． Ｊ新型建筑材料， ２０ ， （２ １ ０７ １）：４． ８ 【】 ５ 邹伟斌． 膨胀珍珠岩保 温材料及 其应用［ ． Ｊ四 】
川水泥，２０ ， （ ）：１． ０８ ５ ５
珠岩 ，基本上起 不到 “ 骨架 ”作用 ，保温 材料 的强 度主要来 自于 无机胶凝材 料。为此 ，怎样 选择胶凝成 分是本课题研究的重点 。 （） ２无机胶凝材料与保温骨料存 在亲和性问
豢鳓 保 材 导 数 膨 珍 岩 嘲 温 料； 热系 。 胀 珠
一
．
ｌ 系ｌ ｌ ｓ ｌ Ｉ ｉ） １优选原材料 ，对所研制复合 保温材料 的 性 能机理进行深入的分析 。 （） 过实验运用数理统计的理论和 方法复 ２ 通 合保温材料的各项性能趋势 。 本课题 中需要解决关键 问题是 ：
（） 们是 采用孔隙率大的轻 质材料 膨胀珍 １我
孙颊杰． 憎水型膨胀珍珠岩悄备过程中吸永率 影响 因素探讨【 ． Ｊ化学建 材，２０ ，２ （）： 】 ０８ ４ ５
３． ２
【 曹书勤． ３ 】 珍珠岩的表面改性及吸附性能研究 【． Ｊ信阳师范学院学报，２０ ， １（）：５６ 】 ０８ ２ ４ ６． 【 罗逸． ４ ］ 建筑保温材料的憎水改性方法及原理探
相变石蜡复合膨胀珍珠岩的制备与表征
相变石蜡复合膨胀珍珠岩的制备与表征郭振华;马康;兰北辰【摘要】Through Scanning Electron Microscope（SEM） and Differential Scanning Calorimeter（DSC） with vacuum absorption method, the pa-per studies micro-structure and thermal performance of composite material. The experimental results show that ： all micro-hole of expanded perlite rock can be filled with paraffin wax absorbed, the phase change enthalpy of composite phase energy-storing material is lower than that of single phase change of paraffin wax, the optimal quality ratio of paraffin wax and expanded perlite rock is 3： 1.%通过扫描电子显微镜（SEM）与差示扫描量热仪（DSC），采用真空吸附法对复合材料微观结构及热性能进行了研究。
试验结果表明：经过吸附后，膨胀珍珠岩的所有微孔基本被石蜡填充；复合相变储能材料的相变焓相对于单一石蜡的相变焓有所降低；石蜡与膨胀珍珠岩复合的最佳质量比为3：1。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)026【总页数】2页(P122-123)【关键词】石蜡;膨胀珍珠岩;相变储能材料;真空吸附法【作者】郭振华;马康;兰北辰【作者单位】河北工业大学能源与环境工程学院,天津300402;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300402;中铁建设集团有限公司,北京100080【正文语种】中文【中图分类】TU5510 引言目前，能源问题十分严峻，建筑节能已迫在眉睫。
相变建筑节能材料的制备及性能研究
２１． ０ １ ４墙材革新与建筑节能 ３１
新 型墙 材
Ｎｅ Ｗ ａ Ｉ ｔ ｒ ｌ ｗ ｌＭａ ｅ ｉ ｓ ａ
０
新 型 墙 材
Ｎｅ Ｗ ａＩ ｗ ｌＭａ ｅ ｉ ｌ ｔｒ ｓ ａ
相变建筑节能材料的制备及性能研究
姜 葱 葱 高子 栋 李 国忠
（ 南大学 材料科 学 与工 程学 院 ，济 南 ２ ０ ２ ） 济 ５ ０ ２
【 摘 要】 利 用 石 蜡 、 胀 珍 珠 岩 、 Ａ ￣ 液 制 备 出 复合 相 变 材 料 。 其 掺 加 到 石 膏 中制 备 相 变 建 筑 膨 Ｖ ＥＬ 将
膨 胀 珍 珠 岩 ： 部 疏 松 、 孔 ， 蜂 窝 状 结 构 ， ２ ０ ｍｘ Ｏ ｍ）脱 模 干燥得 到相 变建 筑节 能材料 。 内 多 呈 ０ｍ ｌｍ ，
具 有 导 热 系 数 低 、 附性 强 等 特 性 ， 试 验 采 用 信 吸 本 阳恒 业 珍 珠 岩 保 温 材 料 厂 产 品 ． 颗 粒 多 呈 白色 或 其
节 能 材料 ， 利 用 差 示 扫 描量 热 分 析 （ Ｓ ）导 热 系数 测 定 仪 等 手段 研 究 其 性 能 。 果 表 明 ： 并 ＤＣ 、 结 复合 相 变 材料 的相 变 温 度 、 变焓 较 石 蜡 试 样 变 化 不 大 。相 变 建 筑 节 能 材 料较 石膏 试 样 结 构 致 密 度 下 降 ． 导 相 但 热 系 数有 所 降低 ， 随 着 复合 相 变 材 料 掺 加 量 的 增 大 ， 热 系 数 降 低 幅度 增 大 且 导 【 键 词 】 相 变 材 料 ； 筑 节 能 ； 膏 关 建 石
复合相变材料的制备与应用研究进展
２ ４ ３复 凝 聚法 ．．
由两种或多种带有相反 电荷的线性无规聚合物材
２ １年第３ ０ １ 期
中 国 非 金 属 矿 工 业 导 刊
总 第 ８ 期 ９
料作囊壁 ，将芯材分散在囊壁材料水溶液 中，在适 当 的ｐ Ｈ值 、温度和稀释条 件下 ，使相 反 电荷 的高分 子 材料间发生静 电作用而相互吸引 ，导致溶解度降低并 分成两组 ，即贫相和富相 ，富相中的胶体可作为微胶 囊的壳 ，该现象 即为复凝聚。实现复凝聚 的必要条件 是两种聚合物离子 的电荷相反且数量恰好相等 ；同时
在两种不相混溶 的相变材料 乳化体 系中 ，通常采用水
一
李忠等 通过用 熔融浸渗法制备 出的Ｃ Ｓ ／ Ａ－ Ａ 蒙 脱土复合 相变储 能材料 经过ＸＲＤ、Ｉ Ｒ、Ｄ Ｃ 测证 Ｓ 检 明所 得到 的复 合相 变材 料适 合于 民用 建筑 材料 的使
用。
有机溶剂乳化体 系。在 聚合反应时两种单体分 别从
等导热物质 ，此种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法 比较适合 制备工 业和建筑 用低
温的定形相变 材料 。
因此在宏观上 为固态颗粒。微胶囊技术制备热控相变 复合材料有很多优点 ：相变材料在相变过程 中无渗 出
且 保持 定形 结构 ；阻止 了相变 材料 与 外界环 境 的反 应 ；增 加了热交换面积。微胶囊法 中最常用的有 界面 聚合法 、原位聚合法 、复凝 聚法和 喷雾干燥法 。
聚合反应 ，生成的聚合物膜覆盖液滴表面 ，从而得到
微胶囊相变材料 。原位聚合法是建立在可溶性单体或
相变材料与多 孔载体 的复合 制备方法 采用真 空浸 渗法 。如果简单的将多孔材料浸泡在液体 中一般很难 在其 中吸收大量的液体 ，其原 因是在材料 内部 孔隙滞
石蜡／膨胀珍珠岩复合相变储能材料在建筑节能中的应用特点
在 建 筑 节 能 中 的 应 用 特
周 波 （ 齐齐哈 尔讷 河市拉哈 城建处 ， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １１４ ） ６ ３２
摘 要 ： 变材料 具 有 吸 热与 放 热 等优 点 ， 用于 贮 能和 温度 控 制 ， 相 可 已成 为 开发 智 能建 筑材料 的 功 能 元
１ 前 言
到舒 适 。
相 变材 料 有很 高 的相 变潜 热 ， 量 的材 料 可 以储 少
建 筑 节 能 已成 为 继 交 通 节 能 、 业 节 能 之 后 的 第 工 三大 领域 。按 照新 节能 法 的要 求 ， 国 的建筑 节 能指 我 标从 ５ ０％提 高 到 ６ ５％ ， 要 兼 顾 冬 季 供 暖 与 夏 季 空 调 并 的 能 源 平 衡 。在 众 多 的 节 能 方 法 中 ， 年 来 新 出 现 的 近
相 变过 程 一般 是 等 温或 近似 等 温 的过 程 ， 种 特 这
性 有 利 于把 温度 变化 维 持在 较小 的范 围 内 ， 人体 感 使
ＵＵＵ． ｒｃ ． ｒｔ ｉ 一 ｌ．Ｏｌ ｒ ，ｂ ｅｇ ｌ ｔ ｌ
筑 材 料 ； 使 用 过 程 中 ， 需 要 消 耗 现 有 的 能 源 ， 主 在 不 其 要 用 途 及 满 足 条 件 详 见 表 １ 。
表 １ 相变材料主要用途及满足条件 主要用途 满足条件
Ｍａｅｉｌ ， 称 为 Ｐ Ｍ。 相 变 储 能 材 料 是 指 在 一 定 的 ｔｒａｓ 简 Ｃ 温 度 范 围 内 ， 用 材 料 本 身 相态 或 结 构 变 化 ， 环 境 利 向 自动 吸 收 或 释 放 潜 热 ， 而 达 到 调 控 环 境 温 度 的 一 类 从
CaCl26H2O膨胀珍珠岩复合相变材料的制备及其储热建筑材料研究
2、储热建筑材料优势与不足
此外，材料的热导率受制备工艺的影响较大，进一步提高制备技术的稳定性 对于拓展其应用范围具有重要意义。
四、结论
四、结论
本次演示成功地制备了CaCl26H2O膨胀珍珠岩复合相变材料，并对其储热性 能进行了深入研究。结果表明，该材料具有较高的储热能力和良好的传热性能。 在储热建筑材料领域，该材料具有一定的应用潜力。然而，仍需针对其相变温度 较低等问题进行改进，以提高其适应性和实用性。展望未来，希望进一步优化制 备工艺，提升复合相变材料的性能，为绿色、高效、可持续的能源储存和利用贡 献力量。
3、材料性能测试
3、材料性能测试
采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）等 手段对制备得到的复合相变材料进行性能测试。具体包括相变温度、相变潜热、 热导率、热稳定性等方面的测试和分析。
4、数据采集和分析
4、数据采集和分析
利用测试设备采集材料的相关性能数据，结合材料成分与微观结构，对所得 数据进行整理和分析，以评估材料的储热性能及实用性。
2、储热建筑材料优势与不足
2、储热建筑材料优势与不足
将CaCl26H2O膨胀珍珠岩复合相变材料应用于储热建筑材料领域具有一定的 优势。首先，该材料具有较高的储热能力，能够在一定时间内储存大量热量。其 次，由于膨胀珍珠岩本身具有较好的热传导性能，因此该材料在储热和放热过程 中均能实现较快地传热速度。然而，该材料也存在一些不足之处。例如，其相变 温度相对较低，可能无法满足部分特定场合的应用需求。
2、工业领域
2、工业领域
由于该材料具有较好的稳定性和耐腐蚀性，可以应用于各种工业设备的保温， 如化工、钢铁、电力等行业。同时，其吸声性能也可以应用于噪音较大的设备上， 降低噪音污染。
石蜡_膨胀珍珠岩复合相变材料的制备
1前言随着我国经济发展和人民生活水平的提高,我国建筑能耗增长迅速,统计数据显示,2004年我国建筑总面积为389亿平方米，建筑能耗占社会总能耗的25.5%,建筑节能刻不容缓，在国务院批准的《节能中长期专项规划》中,建筑节能已被列为节能的重点领域[1]。
PCBM就是将相变材料（PCM，phase change materials）通过各种方法加入到建筑材料中制备而成的复合材料。
其原理就是利用相变材料在升温时吸量、降温时放热的性质与环境进行能量交换，达到控制环境温度和能量利用的目的。
目前国内外对相变材料的封装方法研究主要有四种：直接浸泡法[2、3]、微胶囊法[4、5]、定形法[6、7]和多孔材料吸附法[8]。
直接浸泡法制备的相变材料多次相变循环后热物理性质的下降、相变材料泄漏、相变材料载体破坏，相变材料热物理性质在多次熔解一凝固循环后开始退化[9]。
定形相变材料的热导率低，储能效果不好。
微胶囊相变材料目前成本价格昂贵。
采用多孔介质作为有机相变物质的储藏介质是近年来在相变储能技术领域出现的一种新的有机相变物质封装方法，这种方法简单易行，制备的复合相变材料性能稳定。
本文采用真空吸附法，在实验的不同反应阶段控制不同的压力来制备石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料，并对实验产物进行了性能测试。
2实验部分2.1实验设备真空吸附法制备有机无机相变材料所需要的主要的仪器设备包括：双层玻璃真空反应釜、真空泵、恒温水浴锅、搅拌器和温度计等。
2.2原料选取2.2.1PCM的选取和匹配相变材料按照化学成分分为有机相变材料和无机相变材料。
无机相变材料由于结晶水模数在相变中有变化，使得相变的可逆性差、而且存在一些如过冷问题严重、易分层、腐蚀性强等缺点，妨碍了在建筑领石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料的制备Preparation of paraffin/expanded perlite composite phase change materials李海建冀志江辛志军王静（中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室，北京100024）摘要：利用真空吸附法制备了石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料，此相变材料经过差示扫描量热仪、扫描电镜和扩散－渗出圈法测试，结果显示此相变材料具有调温功能，石蜡被吸附到膨胀珍珠岩孔道中并且分布均匀，性能稳定，可以应用到建筑材料中。
膨胀珍珠岩／有机羧酸复合相变储能材料试验研究
制成有 相变性 质 的墙板 ， 应用 到被 动式 太 阳 房． ａ ｅｈ— ｏ ｄ 。 等 将 Ｐ ＭＳ压 入 交联 聚 乙烯 中 ， Ｔ ｋ ｓ ｉ ｎ ｏ。 Ｋ Ｃ 制成
微能量 胶囊 ， 然后再 把这 种微胶 囊加入 石膏 板 中， 从而生 成有储 热能 力 的 Ｐ ＭＳ 国 内的张东 、 Ｃ ． 吴科 如
表 ２ 膨 胀 珍 珠 岩 化 学 成 分
Ｔａ ． Ｃｈ ｍｉ ａ ｏ ｏ ｉｉ ｎ ｏ ｘｐ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｂ２ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐ ｓ ｔ ｆｅ ａ ｄ ｄ ｐ ｒｉ ｏ ｔ
相 变材料选 择有 机羧 酸 ： 辛酸 ： 学纯 （ 京 福 星化 工 厂 ； 点 １ ～１ ． ℃ ） 月桂 酸 ： 化 北 熔 ５ ６５ ． 化学 纯 （ 海 上
山浦化 工有 限公司 ； 点 ４ ￣４ ． 熔 １ ５ ｏ 豆蔻 酸 ： ｃ） 化学 纯 （ 海 化学试 剂站 ； 点 ５ ． ～５ ． ℃ ） 上 熔 ２５ ４５ ．
收 稿 日期 ： ０ ７０ — ６ ２ ０ — ３２
修 改稿 日期 ： ０ ７０ — ２ ２ ０—８１
基 金项 目 ： 家 自然科 学基 金 重 点 项 目（０ ３ ０ ０） 西 安建 筑 科 技 大 学 博 士 基 金 （０ ６ ２ ５ 国 ５ ６８ ４ ； ２ ０ １０ ） 作 者 简 介 ： 建 丽 （９ ７）女 ， 尚 １５ 一 ． 河南 滑 县 人 ． 授 ， 士 。 教 博 主要 从事 结 构 与 节 能 材 料研 究 ．
摘
要 ： 膨胀 珍 珠 岩 多 孔 基 体 与 有 机 羧酸 进 行 物 理 复 合 ， 备 建 筑 储 能 材 料 。 过 Ｓ Ｍ 分 析 了 复 合 储 能 材 用 制 通 Ｅ
料 的微 观 结 构 。 过 Ｄ Ｃ测 试 其 相 变 温度 、 变 焓 ． 果 表 明 ： 酸 、 桂 酸 和 豆 蔻 酸 与 膨 胀 珍 珠 岩 的 最 佳 吸 通 Ｓ 相 结 辛 月
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第39卷 第5期2007年10月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J1Xi’an Univ.of Arch.&Tech.(Natural Science Edition)Vol.39 No.5Oct.2007膨胀珍珠岩/有机羧酸复合相变储能材料试验研究尚建丽1,赵 鹏1,刘加平2(1.西安建筑科技大学材料学院,陕西西安710055;2.西安建筑科技大学建筑学院,陕西西安710055)摘 要:用膨胀珍珠岩多孔基体与有机羧酸进行物理复合,制备建筑储能材料,通过SEM分析了复合储能材料的微观结构,通过DSC测试其相变温度、相变焓.结果表明:辛酸、月桂酸和豆蔻酸与膨胀珍珠岩的最佳吸附量约为55%、45%、40%,膨胀珍珠岩/辛酸复合相变储能材料有合适的相变温度,膨胀珍珠岩/豆蔻酸复合储能材料有较高的相变焓.关键词:多孔基体;相变温度;储能材料中图分类号:TU502 文献标识码:A 文章编号:100627930(2007)0520680204 通过在普通建筑材料中加入相变材料(PCMS)制成较高热容的建筑围护结构,可有效的解决舒适度、节能、环境污染等问题之间的矛盾[1].然而,PCMS与建材能否最佳融合则是这一问题的关键,目前已成为国内外研究的热点[223],据文献报道,Kedl和Stoval[4]研究了将18烷石蜡浸入到墙板中并第一次制成有相变性质的墙板,应用到被动式太阳房.Takeshi2K ondo[5]等将PCMS压入交联聚乙烯中,制成微能量胶囊,然后再把这种微胶囊加入石膏板中,从而生成有储热能力的PCMS.国内的张东、吴科如[6]等人在多孔吸附方面做了很多的研究.但是从围护结构使用角度出发,如何能将常用的保温材料与相变材料有机结合起来,实现储能材料制备的低成本化,显然更具有实用价值.1试验材料及仪器1.1 试验材料膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂颗粒在瞬间高温下,内部附着水与结晶水汽化急剧蒸发所产生的大量气泡冲破颗粒表层产生膨胀力,使熔融状态下的珍珠岩矿砂颗粒瞬时膨胀,颗粒内部和表面形成无数蜂窝状的孔隙和裂痕,冷却后形成多孔轻质白色颗粒.由于不同温度、不同膨胀力、气孔含量不同,对相变材料吸附影响很大,本文所用膨胀珍珠岩的物理性能、主要化学成分见表1、表2.表1 膨胀珍珠岩物理性质Tab.1 Physical property of expanded perliteItem Density/kg・m-3Water absorption/%Intensity/%Porosity/% Parameters783807660注:筒压强度为1MPa压力下的体积损失,筛分析后2.5mm>粒径>1.25mm作为试样.表2 膨胀珍珠岩化学成分Tab.2 Chemical composition of expanded perliteElement/%SiO2Al2O3Fe2O3K2O Na2O CaOParameters74.8512.45 1.22 6.75 3.51 1.23相变材料选择有机羧酸:辛酸:化学纯(北京福星化工厂;熔点15～16.5℃).月桂酸:化学纯(上海山浦化工有限公司;熔点41～45℃).豆蔻酸:化学纯(上海化学试剂站;熔点52.5～54.5℃).3收稿日期:2007203226 修改稿日期:2007208212基金项目:国家自然科学基金重点项目(50638040);西安建筑科技大学博士基金(20061205)作者简介:尚建丽(19572),女,河南滑县人,教授,博士,主要从事结构与节能材料研究11.2 试验仪器Quanta200型扫描电镜,美国FEI公司.A E240型电子天平,瑞士M ET TL ER公司生产,称量精度为0.01mg.Q1000DSC差示扫描量热仪(美国TA公司,温度范围:-180-725℃;灵敏度:012UμW;温度准确度:+/-0.1℃;温度精度:+/-0.05℃).2 试验方案及步骤本实验利用膨胀珍珠岩孔隙率高、有较强的吸附性,将有机羧酸通过一定方法渗透到膨胀珍珠岩孔隙中,然而吸附量的大小直接影响复合相变材料的储能密度,因此,必须首先确定膨胀珍珠岩中有机羧酸的最大吸附量,故将三种有机羧酸与膨胀珍珠岩按照表3的配合比(质量分数,下同)进行混合.表3 有机羧酸与膨胀珍珠岩配合比Tab.3 Mix proportion of organic acid and expanded perliteItem Proportion of mixCaprylic Acid∶Expanded perlite30∶7040∶6050∶5055∶4560:40Lauric Acid∶Expanded perlite30∶7040∶6050∶5045∶5555∶45 Myristic Adid∶Expanded perlite30∶7040:6045∶5550:5055∶45待混合均匀后,放入密闭玻璃容器中,放入70℃恒温水浴中加热1h,每隔10min搅拌一次,使其共混、吸附.由于膨胀珍珠岩的孔多为开口的微孔,在一定温度条件下对有机羧酸有比较强的吸附能力,这样便可获得由多孔材料为载体吸附有机羧酸形成的复合相变材料.在实验中发现,不同的配比对应的复合相变材料表现出不同的现象,即有机羧酸在膨胀珍珠岩内的吸附量有一个临界值,如果超出这个临界值,有机羧酸就会渗出.经多次实验观察并通过称量计算得知,当辛酸含量达到60%时,有细微渗出;当月桂酸达到50%时,有细微渗出,当豆蔻酸达到45%时,有细微渗出,为保证使用效果和经济性,建议在建筑中使用的以上三种有机羧酸和膨胀珍珠岩构成的定型相变材料时,辛酸、月桂酸和豆蔻酸的最佳含量最好为55%、45%、40%.3 测试与分析采用扫描电镜观测膨胀珍珠岩和膨胀珍珠岩/有机羧酸复合相变材料的微观结构,扫描前先对样品喷金30min处理;采用差示扫描量热仪测定膨胀珍珠岩和膨胀珍珠岩/有机羧酸复合相变材料的DSC 曲线,升温速率为5℃/M IN,采用铝质坩埚和氮气气氛.3.1 扫描电镜分析图1为未吸附有机羧酸的膨胀珍珠岩SEM照片,可以看出,膨胀珍珠岩呈现出半球型明显的圆弧裂开,由于表面热力学性质改变产生的变形使其呈鳞片状多孔结构,大部分孔径为几μm到几百μm之间.图2～图4为吸附有机羧酸的膨胀珍珠岩SEM照片,可以看出,膨胀珍珠岩孔中吸附有机羧酸后,孔结构依然保持鳞片状,但孔隙内吸附了一定量有机羧酸,这与实验中最佳吸附量吻合.图1 膨胀珍珠岩Fig.1 SEM of t he EP 图2 膨胀珍珠岩/辛酸Fig.2 SEM of t he EP/CA186第5期 尚建丽等:膨胀珍珠岩/有机羧酸复合相变储能材料试验研究图3 膨胀珍珠岩/月桂酸Fig.3 SEM of t he EP/LA 图4 膨胀珍珠岩/豆蔻酸Fig.4 SEM of t he EP/MA3.2 差示扫描量热分析图5～图7分别为三种有机羧酸及它们各自与膨胀珍珠岩复合后的DSC 曲线.图5 辛酸、辛酸复合材料DSC 曲线Fig.5 DSC curves of CA and EP/CA 图6 月桂酸、月桂酸复合材料DSC 曲线Fig.6 DSCcurves of LA and EP/L A图7 豆蔻酸、豆蔻酸复合材料DSC 曲线Fig.7 DSC curves of MA and EP/MA从图中看到与各种有机羧酸复合后的试样与纯有机羧酸相比,具有两个特征:一是相变温度基本未改变,从使用角度看,相变温度与室温越接近越好,因此选择辛酸作为相变材料较合适;二是相变潜热损失不大,从图中看在60～83J /g 之间变化,由于相变潜热是衡量复合材料储能的重要方面,辛酸相对月桂酸、豆蔻酸而言相变潜热损失最小.另外,可看到复合相变材料相变温度范围比纯羧酸有较大增加,这是由于辛酸、月桂酸、豆蔻酸在熔化过程中会发生膨胀,即熔胀.根据下列Clapeyro n 方程知:ln T 2T 1=ΔβαV m ΔβαH m(P 2-P 1)式中:ΔβαV m 为单位质量的体系,由α相变为β相的体积变化;T 2和T 1为相变温度,K;p 2和p 1为相变时环境压力.当有机羧酸酸在多孔介质中的孔隙发生熔化相变时,其体积膨胀会受到孔隙的约束,导致压力增加(p 2>p 1),而由于熔胀(ΔβαV m >0),使得相变温度增加(T 2>T 1)[7],因此,相变温度会向高温方向移动.还可以看到复合相变材料的熔融峰变宽了,这是由于膨胀珍珠岩的多孔结构是一种受限体系,膨胀珍珠岩的孔结构限制了有机羧酸分子的空间运动,从而使其表现出来的热力学性质与其在堆积状态时不同,286 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第39卷出现相变温度范围变宽的现象.4 结论本文采用了三种不同的有机羧酸做为相变物质,以膨胀珍珠岩作为相变物质的储藏介质,试验研究了有机羧酸在膨胀珍珠岩多孔介质中的储藏情况和相变行为,结论如下:(1)以膨胀珍珠岩为多孔介质,有机羧酸为相变材料,采用水浴加热吸附法可制备出性能较好的复合相变储能材料.(2)有机羧酸在多孔材料中存在着最佳吸附量.(3)通过SEM 表明有机羧酸相变物质在多孔介质中储藏在几μm 到几百μm 之间的孔径中,使得相变温度范围宽化,同时可提高其换热效率.(4)通过DSC 测试可知有机羧酸较好的与膨胀珍珠岩结合起来,有稳定的相变温度,仍保持了一定的相变储能能力.参考文献 R eferences[1] 张寅平,胡汉东,孔隆冬,等.相变储能2理论和应用[M ].合肥:中国科技大学出版社,1996.ZHAN G Yan 2ping ,HU Han 2dong 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the Myristic Acid/Expanded 2perlite has higher latent heat.K ey w ords :porous skeleton ;phase changing tem perature ;thermal energy storage material ;386第5期 尚建丽等:膨胀珍珠岩/有机羧酸复合相变储能材料试验研究3Biography :Shang Jian 2li ,Professor ,Xi πan 710055,P.R.China ,Tel :0086229282202950,E 2mail :Shangjianli @。