摘要

本研究以羧甲基纤维素钠作为增稠剂,并分别以十二水磷酸氢二钠、无水磷酸氢二钠、纳米Al2O3及经十二烷基硫酸钠改性的纳米Al2O3作为成核剂,以石墨作为导热增强剂,采用熔融共混法制备出一系列复合相变材料(Composite Phase Change Materials,CPCMs)。通过红外光谱仪、扫描电镜、差示扫描量热仪和温度采集系统对CPCMs的成分、形貌和热性能等进行综合分析,结果显示,在三水醋酸钠基体中添加2wt%羧甲基纤维素钠/3wt%十二水磷酸氢二钠或2wt%羧甲基纤维素钠/1wt%改性纳米Al2O3能有效解决SAT相分离和过冷度大的问题,DSC分析结果显示CPCMs的相变焓维持在247.98 J/g和244.64 J/g的水平。在三水醋酸钠基体中加入2wt%羧甲基纤维素钠/3wt%十二水磷酸氢二钠/1wt%石墨或2wt%羧甲基纤维素钠/3wt%十二水磷酸氢二钠/1wt%改性纳米Al2O3/1wt%石墨能在不提高过冷度的同时增强CPCMs的导热能力,对CPCMs进行了快速循环蓄放热实验,通过T-history 法计算相对潜热的变化,结果发现,随着循环次数的增加,前者热衰减率不断增加,在循环次数达到40次后趋于稳定,热衰减约23%,而后者在经过50次循环后过冷度有增加的趋势。本研究有助于推动相变材料在储热领域的应用,并为高焓值和高稳定性三水醋酸钠复合相变材料的研发提供实验依据。

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