Page 100 - 《精细化工》2021年第4期

·734· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

表 2 PEG、PEG/APS-SiO 2 和 PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs 的 料中的分散性，使得材料导热性能更强。上述实验
相变焓和相变温度 结果表明，添加 O-CNTs 能有效增强相变材料的导
Table 2 Phase change enthalpy and temperature of PEG， 热性能。
PEG/APS-SiO 2 and PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs

熔化过程 结晶过程 表 3 PEG、PEG/APS-SiO 2 和 PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs 的

ΔH m/(J/g) T m/℃ ΔH c/(J/g) T c/℃ 导热系数
CM1 –72.67 61.4 61.6 41.1 Table 3 Thermal conductivities of PEG, PEG/APS-SiO 2
and PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs
CM2 –121.5 65.1 116.9 39.1
CM3 –134.2 64.3 126.6 42.0 导热系数/〔W/(m·K)〕 导热增强率/%
PEG –212.8 61.4 226.0 37.9 PEG 0.32 —
PEG/APS-SiO 2 –131.2 60.5 132.2 38.3 PEG/APS-SiO 2 0.34 6.3
CM1 0.41 28.1
注：T m 为熔化温度；ΔH m 为熔化过程的相变焓；T c 为结晶
温度；ΔH c 为结晶过程的相变焓。 注：导热增强率/%=（复合材料导热系数–PEG 导热系数）
/PEG 导热系数×100。
对复合相变材料的热稳定性进行了循环测试，
图 10 为 PEG/APS-SiO 2 和 PEG/APS-SiO 2 /O-
选择 PEG 含量最高的 PEG/APS-SiO 2/O-CNTs（CM3）
CNTs（CM1）在加热和冷却板上的热红外成像测
进行测试。图 9 为 300 次热循环前后 CM3 的 DSC
试结果。
曲线。循环实验前，熔化焓为–134.2 J/g，结晶焓为
126.6 J/g；循环 300 次后，熔化焓为–129.8 J/g，结
晶焓为 124.6 J/g，分别只变化了 3.3%和 1.6%。结果
说明，复合相变材料不仅能够在反复相变过程中保
持不渗漏，而且复合材料的相变焓值和相变温度能
够保持稳定，即材料具有很好的热稳定性，对实际
应用具有重要意义。

图 10 PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs （ CM1 ）（ 左 ） 和
PEG/APS-SiO 2 （右）的热红外成像图
Fig. 10 Infrared thermal images of PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs
(CM1)(left) and PEG/APS-SiO 2 (right)

从图 10 可以看出，升温过程中，CM1 升温速

图 9 PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs（CM3）热循环 300 次前后 度变化更快 ， 1.5 min 就达到热平 衡温度，而
的 DSC 曲线 PEG/APS-SiO 2 在 2.5 min 时仍然在升温过程中。同
Fig. 9 DSC curves of PEG/APS-SiO 2 /O-CNTs (CM3) 样，降温过程中，CM1 降温速度变化更快，在 1.5 min
before and after 300 thermal cycles 后接近冷却平衡温度，而 PEG/APS-SiO 2 则在 2.5 min

复合相变材料的导热性能是相变材料应用的重 时仍然在降温过程中。这是由于添加了 O-CNTs 后，
要性能，选择 O-CNTs 含量最高的 PEG/APS-SiO 2 / 材料导热性增强。相变材料导热性能增强后，能够
更快速地将外部热量传导至相变材料内部，同时也
O-CNTs（CM1）进行测试比较。对 PEG、PEG/
能够更快速地将相变材料的热量释放至环境中，从
APS-SiO 2 和 CM1 的导热系数进行了测试，结果见
而提高了相变材料在实际应用过程中的效率，对能
表 3。
量的存储和转移至关重要。
由表 3 可以看出，与纯 PEG 相比，PEG/APS-SiO 2
3 结论
复合相变材料的导热增强率为 6.3%。这是因为 SiO 2
为无机包覆，可提高相变材料的导热性。与纯的 PEG
相比，CM1 导热增强率为 28.1%。O-CNTs 属于高 以 PEG 为相变材料，以 APS 改性的 SiO 2 为支
导热性材料，含氧官能团的存在提高了其在相变材 撑材料，以 O-CNTs 为导热增强材料，通过溶胶-凝