Page 39 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 赵梦阳，等: 聚氨酯型复合定形相变储能材料研究进展 ·2185·

石墨烯因其较高的机械强度、良好的导热性和 化石墨烯聚氨酯相变材料（RGPCM-x），制备过程
导电性以及优异的光学特性，在能量转换和储存等 如图 3 所示。按不同原料比例制备 RGPCM 并进行
领域有广阔的应用前景，将相变材料与石墨烯结合， DSC 测试，其相变性质如表 2 所示。
可以得到有效的光热转换性能，扩宽其在太阳能储
能方面的应用，但具有高疏水性的石墨烯片在极性
溶剂和基质中分散性差。通常将改性氧化石墨烯与
相变材料进行物理混合，但其与基体的相互作用较
弱。ZHOU 等 [13] 以 PEG 为原料，HDIB 为交联剂，

将氧化石墨烯片（GO）与 HDIB 在原位同时还原， 图 3 RGPCM 制备示意图 [13]
通过物理和化学交联增强网络，合成了交联还原氧 Fig. 3 Procedure of RGPCM preparation [13]

表 2 不同文献中相变材料的相变性质
Table 2 Phase change properties of phase change materials at different literatures
熔化过程 凝固过程
样品 成分 w(PEG)/% 相对焓效率 η/%
ΔH m/(J/g) T m/℃ Δ H f/(J/g) T f/℃
SSPCMs [12] PEG 6000 165.3 65.1 — 34.3 — 100
PH5 136.8 64.8 — 34.1 — 87.1
PH10 89.7 63.9 — 33.9 — 60.3
RGPCM-x [13] PEG 182.7 56.9 176.7 37.1 100 —
RGPCM-0 86.8 48.4 85.8 24.2 80.0 —
RGPCM-1 118.0 56.2 117.8 35.4 78.7 —
RGPCM-2 123.2 57.5 121.1 38.1 78.5 —
RGPCM-3 125.7 57.9 123.5 36.7 77.5 —
RGPCM-4 127.3 56.5 125.5 37.3 76.8 —
RGPCM-5 122.4 55.1 119.9 36.8 76.3 —
RGPCM-6 107.2 55.9 103.6 37.4 72.5 —
M-PCM/ PEG 4000 174.20 53.9 171.50 40.5 — —
H-PCM [14]
PEG 6000 196.30 59.9 190.00 42.3 — —
M-PCM4 76.63 40.0 72.39 29.9 77.10 57.05
H-PCM4 99.41 43.1 92.46 32.3 79.62 71.65
M-PCM6 93.23 47.3 87.25 37.4 83.47 56.90
H-PCM6 117.70 51.4 109.00 42.3 85.43 70.19
PUL/PUX PEG-1K 151±1 33.0±1 150±1 26.5±1 — —
相变材料 [15]
PEG-1.5K 166±2 50.0±1 167±1 34.5±3 — —
PEG-2K 169±1 49.8±1 169±1 40.5±1 — —
PUL-1K 80±4 28.2±0.5 79±5 24.8±0.6 — —
PUL-1.5K 95±5 34.8±2.3 94±4 28.1±1.4 — —
PUL-2K 108±5 39.5±2.2 104±4 29.4±0.5 — —
PUL-2K 88±4 35.1±0.4 87±5 25.6±0.4 — —
PUL-2K 87±2 28.7±2.3 87±2 25.2±1.1 — —
PUX-1.5K-20 91±2 38±1.3 89±2 22.3±0.4 — —
注：—未测，下同。

GO、HDIB 和 PEG 之间进行化学交联的同时， 成了完整的交联网络，由于受到周围链及链之间氢
GO 也在减少，保证了其良好的分散性。与还原氧 键的限制（图 4a），导致 PEG 的相变温度和焓值降
化石墨烯（RGO）复合后，其相变焓从 86.8 J/g 增 低；当一定量的 GO 加入反应体系，交联网络被分
加到 127.3 J/g，相变温度从 48.4 ℃增加到 57.9 ℃， 成较小的网络（图 4b），链的缠绕在一定程度上得
交联度不仅对 PEG 的结晶产生影响，对聚氨酯基体 到缓解，且 GO 与聚氨酯之间的氢键作用阻碍了聚
之间的相互作用、GO 和聚氨酯链之间的相互作用 氨酯链之间的相互作用，使得材料的相变温度和焓
也会产生影响，结果如图 4 所示。PEG 和 HDIB 形 值有所提高；当加入过量 GO 后，聚氨酯链被限制