Page 43 - 《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 ·2189·

将 MEPCM 嵌入泡沫金属铜中的复合材料，研究纯 KE 等 [39] 为了解决传统固-液相变材料相变过程
MEPCM、PCM/泡沫复合相变材料和 MEPCM/泡沫 中易泄漏和导热系数低等问题，通过熔融共混法制
复合相变材料的热性能，3 种材料的表面温度响应时 备了癸酸（CA）、月桂酸（LA）、肉豆蔻酸（MA）、
间历程如图 8 所示。结果表明，PCM/泡沫复合物 棕榈酸（PA）和硬脂酸（SA）CA-MA-LA-PA-SA
的热管理时间（δt 2 =35 min）是 MEPCM/泡沫复合物 五元脂肪酸共晶，并采用磁控溅射涂层技术在电纺
（δt 1 =15 min）的两倍多。在同样时间里（t=50 min）， 聚氨酯纤维表面上加入高导热性能的 Ag 纳米结构
MEPCM 泡沫和 PCM 泡沫复合材料的表面温度 薄膜，以此为载体吸附共晶材料，从而制备了一系
（T w,ave）相比纯 PCM 大幅度降低，这是由于其有效 列 CA-MA-LA-PA-SA/PU/Ag 复合相变材料，相变
导热系数的增强。金属泡沫增强了 PCM 的导热性， 性质如表 4 所示。该复合材料相变焓值较高，达到
提高了降温速率，它的加入使 MEPCM/泡沫复合相变 106.3 J/g，其相变温度均在实际气候要求温度 3.82~
材料和 PCM/泡沫复合相变材料的表面温度较原始 21.15 ℃的范围之间，随着 Ag 含量的增加，其储热
PCM 分别降低了 45 和 55 ℃，MEPCM/泡沫复合相变 放热速率加快，证明了磁控溅射是一种有效提高相
材料还解决了相变过程中的泄漏和低导电率的问题。 变材料导热效率的方法。这种复合材料同时具有热
稳定性好、潜热高和热导率高的优点，在节能建材
和控温纺织等低温储能方面具有广阔的应用前景。
WANG 等 [40] 将 Fe 3 O 4 -功能化石墨烯纳米片
（Fe 3 O 4 -GNS）引入到聚氨酯相变基体中，制备了
一种光/磁能量转换的复合相变材料，制备示意图如
图 9 所示。测得 PEG 10000、PCM 和加入不同质量
比 Fe 3 O 4 -GNS 合成的 Fe 3 O 4 -GNS/PCM 复合相变材
料的相变性质见表 4。其中，Fe 3 O 4 -GNS/PCM(4∶
100)-4 导热系数达到了 0.317 W/(m·K)，与未加入

Fe 3 O 4 -GNS 的 PCM 相比提高了 27.8%，同时该材料
图 8 PCM、PCM/泡沫、MEPCM/泡沫复合材料表面温 具有良好的形状稳定性和较高的相变焓，具有磁
度随时间变化曲线 [38] 热、光热转换能力，在能量捕集、转换和存储方面
Fig. 8 Surface temperature responses for PCM or PCM-
based foam composite materials [38] 具有应用潜力。

图 9 Fe 3 O 4 -GNS/PCM 复合相变材料制备过程 [40]
Fig. 9 Procedure of Fe 3 O 4 -GNS/PCM preparation [40]

AMARAL 等 [41] 为改善聚氨酯泡沫塑料（PUFs） 与 PUFs 结合后可以更快地传热。
的热特性，克服 PUFs 基体导热系数低的问题，以 周妍 [42] 以 PEG 4000 和 HDIB 制备了聚氨酯，
石蜡和 CaCO 3 为原料，制备导热系数高的相变材 利用冰模板法制备了可以常压干燥的石墨烯气凝胶
料，并将其与 PUFs 结合生产 PUFs 面板，结果表明， （GA），将 ZnO 分散于相变聚氨酯中，再浸渍到 GA
合成的 PCM@CaCO 3 在 10 和 20 ℃时的导热系数分 中，制备了GA/ZnO/PUSSPCMs复合相变材料GZPCM，
别为 0.970 和 1.051 W/(m·K)，与商用 PCM@BASF 制备示意图见图 10，复合材料的相变性质见表 4。当
相比，制备的 PCM@CaCO 3 具有更高的导热系数， 加入质量分数为 0.97%的 ZnO 和质量分数为 1.32%的