Page 94 - 《精细化工》2022年第3期

·516· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

如图 3 所示，95% PEG/EG 在 2θ=19.1°、23.3°处出现 为 144~169 和136~164 J/g，并且随着 EG 含量的增加，
两个明显的特征峰，与纯 PEG 相比，衍射峰的位置 相变焓值逐渐减小。EG 质量分数为 5%的 PEG/EG
基本没有发生位移，确认其属于 PEG 中聚醚链段的 的理论熔化焓值约为 161.6 J/g，实测值（152.2 J/g）
特征衍射峰。PEG 的相变潜热来源于其聚醚链段的 与理论值相比降低了 5.8%。相变焓值较理论值降低
结晶与无定形状态的可逆转变。此结果说明，复合 的原因是 EG 的蠕虫状结构在一定程度上限制了
材料中 PEG 的结晶形式没有发生变化，但其特征峰 PEG 的结晶，这与 XRD 的分析结果是一致的。
强度比纯 PEG 低，这是因为复合过程中 EG 对 PEG
表 1 PEG 和 PEG/EG 样品的相变焓值和相变温度
结晶链段的结晶度产生了一定影响。此外，XRD 与 Table 1 Transformation enthalpy and temperature of PEG and
FTIR 结合分析可知，复合材料没有新的物相产生， PEG/EG samples
各组分以物理共混方式保持自身的特性。 相变 相变焓值/(J/g) 相变温度/℃
样品
状态 熔融 结晶 熔融 结晶
PEG 固-液 170.1 164.2 58.0 43.2
99% PEG/EG 固-液 168.8 163.7 57.6 43.3
98% PEG/EG 固-液 166.9 161.3 57.8 43.5
97% PEG/EG 固-液 161.7 160.0 58.3 43.6
96% PEG/EG 固-液 157.0 153.2 58.1 43.7
95% PEG/EG 定形 152.2 145.2 57.0 42.8
90% PEG/EG 定形 144.3 136.3 50.8 38.6

2.4 PEG/EG 导热性能分析

在相变材料的实际应用中，导热性能尤为重要。
图 3 95% PEG/EG（a）、EG（b）和 PEG（c）的 XRD
谱图 提高材料的导热能力可以缩短热能存储和释放所需
Fig. 3 XRD patterns of 95% PEG/EG (a), EG (b) and PEG (c) 的时间，减少复合材料在传热过程中的热损失，进
而提高热能的利用效率。为了证明添加 EG 后复合
2.3 PEG/EG 相变储热性能分析
材料的导热性能得到增强，测试了 PEG、PEG/EG
储热能力是衡量相变材料的一个重要指标，采
的储放热速率曲线，结果如图 5 所示。
用 DSC 技术对复合相变材料进行储能测试。图 4 为
PEG 和 PEG/EG 的 DSC 曲线，其相变焓值和相变温
度数据列于表 1。

图 5 PEG、PEG/EG 样品的储放热速率曲线
Fig. 5 Heat storage and release rate curves of PEG,
PEG/EG samples

图 4 PEG、PEG/EG 的 DSC 曲线 由图 5 可以看出，PEG 升温到 70 ℃所用时间为
Fig. 4 DSC curves of PEG and PEG/EG
1076 s，PEG 质量分数分别为 90%和 95%的复合材
从图 4 和表 1 可以看出，PEG 的熔化温度区间 料升温到 70 ℃所用时间分别为 260 和 292 s，与纯
为 51~66 ℃，结晶温度区间为 34~44 ℃（正处于电 PEG 相比，储热速率分别提高了 76%和 73%。同样
子器件运行的舒适温度区），90% PEG/EG 和 95% 地，PEG 降温到 30 ℃所需时间为 1928 s，90%
PEG/EG 的熔化和结晶温度区间明显左移，相变温 PEG/EG 和 95% PEG/EG 所需时间分别为 431 和 561 s，
度明显降低，这表明，随着复合材料中 EG 质量分 放热过程所需时间也大幅度缩短。这说明掺杂 EG
数的增加，EG 对 PEG 分子结晶过程的影响明显增 后，复合材料的储放热速率得到大幅提升，复合材
强。PEG/EG 复合材料的熔化焓值和结晶焓值分别约 料的导热能力显著增强。