Page 118 - 《精细化工》2023年第6期

·1268· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

则明显提高到 280 ℃，相比纯 PA 上升了 13%。 持原有形状，只有轻微泄漏。此外，随着 Mxene
质量分数的增加，复合材料的泄漏程度随之降低。
显然，MXene 的加入增强了材料的形貌稳定性。这
可能是 PA 被毛细管力吸收，并被官能团的弱氢键
锚定，起到了强力支撑的作用 [43-44] 。

图 7 纯 PA（a）、PA/MXene-2%（b）、PA/MXene-11%（c）
和 PA/MXene-20%（d）形貌稳定性照片
Fig. 7 Photos of shape stability of pure PA (a), PA/MXene-2%
(b), PA/MXene-11% (c) and PA/MXene-20% (d)

图 6 PA 和 PA/MXene 的 TGA（a）和 DTG（b）曲线 2.6 PA/MXene 的导热性能
Fig. 6 TGA (a) and DTG (b) curves of PA and PA/MXene 有机 PCM 具有低腐蚀性，没有过冷和相分离，
是首选的 PCM。基于其优良的性能，如果能通过改
随着 MXene 质量分数的增加，热分解温度逐渐
性提高其导热性能，即可拓展其在储能和热调节方
提高，这表明致密的 MXene 保护了内部的 PA，使
面的实际应用。图 8 为纯 PA 和不同 MXene 质量分
其在加热过程中能够在正常沸点下扩散，从而提高
数的 PA/MXene 材料的导热性能。从图 8 可以看出，
了复合材料的热分解温度。因此，在加热过程中，
PA/MXene-2%、PA/MXene-11%和 PA/MXene-20%的
PA 需从 MXene 层中突破，才能开始蒸发。图 6b 也
热导率分别为 0.26、0.33 和 0.48 W/(m·K)，与纯 PA
证实上述观点，MXene 质量分数越高，发生最高分
的 0.16 W/(m·K)相比，分别增加了 62.5%、106.3%
解时温度越高。当 MXene 层较厚时，复合 PCM 的
和 200.0%。显然，加入 MXene 作为支撑材料后，
热稳定性更好。
复 合材料 的导 热性能 得到 了极大 的改 善。 在
表 2 PA 和 PA/MXene 的热分解温度 PA/MXene 纳米复合材料中，由于 MXene 纳米片的
Table 2 Decomposition temperatures of PA and PA/MXene 高比表面积和可忽略的厚度，有助于在 PCM 矩阵中
样品 起始分解温度/℃ 最高分解温度/℃ 形成一个渗透传导网络，因而有利于提高其热导率。
PA 152 248
PA/MXene-2% 163 251
PA/MXene-11% 170 269
PA/MXene-20% 174 280

2.5 PA/MXene 的形貌稳定性
PCM 的形貌稳定性是影响其应用前景的重要
因素之一。优异的形貌稳定性可以大幅缓解 PCM 在
吸热/放热过程中出现的泄漏问题。将样品放置在器
皿中，用烘箱加热到 70 ℃并保持 15 和 30 min，并
用相机拍照，结果如图 7 所示。从图 7 可以看出，
室温（20 ℃）下，PA 呈白色不透明状，而复合材

料则由于含有 MXene 而呈黑色。加热到 70 ℃后， 图 8 不同材料的导热性能
PA 逐渐融化成透明无色的液体，而复合材料仍保 Fig. 8 Thermal conductivity of different samples