Page 112 - 《精细化工》2021年第3期

第 38 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.38, No.3
202 1 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2021

功能材料
光固定型的十八烷相变材料制备及热性质

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李雪峰，关宏宇，白宇峰，葛春华 ，董久霄，张向东
（辽宁大学 化学院，辽宁 沈阳 110036）

摘要：以新戊二醇二甲基丙烯酸酯（NPGDMA）为单体，利用光固化反应制得具有 3D 网络结构的聚合物，这
种结构可以有效包裹十八烷（ODE），从而解决 ODE 的泄漏问题。用高导热氮化硼（BN）作为导热填料，成功
制备一种导热性良好并且形状稳定的 ODE/NPGDMA/BN 复合相变材料。通过 FTIR、XRD、SEM、TGA 和 EDS
对材料的结构、形貌、稳定性和元素分布状态进行了表征。结果表明，制备的复合相变材料具有较好的形状稳
定性和热稳定性，在高于 ODE 的相变温度（28 ℃）时，没有发生形状变化；在 100 ℃前复合材料没有发生质
量损失；并且 ODE/NPGDMA/BN 复合相变材料具有较大的潜热（103.9 J/g）。当 BN 的添加量为 5%（以 ODE
和 NPGDMA 的总质量计，且两者质量比为 1∶1）时，复合材料的导热率比纯 ODE 提高了 49.6%。
关键词：相变材料；十八烷；形状稳定性；光固化；热能储存
中图分类号：TK02；TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 03-0532-07

Preparation and thermal properties of shape-stabilized phase change

materials based on octadecane by light curing process

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LI Xuefeng, GUAN Hongyu, BAI Yufeng, GE Chunhua , DONG Jiuxiao, ZHANG Xiangdong
（College of Chemistry, Liaoning University, Shenyang 110036, Liaoning, China）

Abstract: A polymer with 3D network structure was prepared by light curing process using neopentyl
glycol dimethacrylate(NPGDMA) as monomer, which can effectively wrap n-octadecane(ODE) to solve the
leakage of octadecane. Subsequently, an ODE/NPGDMA/BN composite phase change material with good
thermal conductivity and shape stability was successfully obtained using high thermal conductivity boron
nitride (BN) as thermally conductive filler. The structure, morphology and element distribution state of the
material were characterized by FTIR, XRD, SEM, TGA and EDS. The results showed that the prepared
composite phase change material had good shape stability and thermal stability. It had no shape change at a
phase change temperature higher than the ODE (28 ℃) and no mass loss before 100 ℃. Furthermore, the
ODE/NPGDMA/BN composite phase change material possessed a large latent heat (103.9 J/g). When the
additive amount of BN was 5% (based on the total mass of ODE and NPGDMA, the mass ratio of ODE to
NPGDMA was 1∶1), the thermal conductivity of the prepared composite phase change material was
increased by about 49.6% compared with that of pure ODE.
Key words: phase change material; n-octadecane; shape stability; light curing; thermal energy storage

随着能源日益枯竭和严重短缺，寻找有效的能 业废热回收 [10-12] 和电力系统 [13] 等，在解决能源不平
[1]
量储存技术和新的储能材料是重要解决途径之一 。 衡，提高能源效率和保护环境等方面发挥着重要作
[2]
相变材料吸收热量，同时自身能够保持恒定温度 ， 用 [14] 。
是热能储存的一种好介质，已应用于许多领域，例 十八烷（ODE）具有较大的潜热 [15] ，但在固-
[6]
如：太阳能系统 [3-5] 、航空航天 、节能建筑 [7-9] 、工 液相转变时易出现泄漏，并且导热系数较低 [16] ，限

收稿日期：2020-07-09; 定用日期：2020-10-12; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200616
基金项目：辽宁省教育厅科学研究项目（LFW201901、LJC201916）
作者简介：李雪峰（1993—），男，硕士生。联系人：葛春华（1970—），男，教授，E-mail：chhge@lnu.edu.cn；张向东（1963—），
男，教授，E-mail：xd623@sina.com。