PEGSiO2复合相变蓄热材料的研制论文

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1、密级公开毕业设计（论文）题目：PEG/SiOz复合相变蓄热材料的研制.PreparationofCompositePhaseHeatStorageMaterialsPEG/SiO?学院：土木建筑学院专业：材料科学与工程学号:08140207学生姓名：指导老师：论文评阅人：摘要iABSTRACTii第一章绪论11」研究背景及选题意义11丄1研究背景11.1.2降低能耗的途径41.1.3研究目的及意义41.2国内外研究现状51.2.1硅溶胶制备的国内外研究现状51.2.2定形相变材料的国内外研究现状71.2.3定形相变材

2、料应用的国内外研究现状91.3主要研究内容及技术路线111.3.1主要研究内容111.3.2技术路线11第二章试验原材料及仪器132.1试验原材料132.1.1聚乙二醇(PEG)132.1.2单质硅粉162.1.3其他试验材料162.2主要试验仪器162.2.1旋转粘度计162.2.2酸度计172.2.3综合热分析仪17224红外光谱测试仪182.2.5其他仪器18第三章硅溶胶的制备193」硅溶胶性质特点及其应用193.1.1硅溶胶性质特点193.1.2硅溶胶的应用简介203.2硅溶胶制备方法的确定22321硅溶胶制

3、备方法简介223.2.2硅溶胶制备方法的选取233.3试验方法253.3.1试验流程253.3.2硅溶胶的测试与表征263.4硅溶胶最佳制备工艺的确定273.4.1硅粉用量的影响273.4.2反应时间的影响283.4.3反应温度的影响293.4.4水玻璃用量的影响313.4.5氨水用量的影响323.5本章小结33第四章PEG/SiO2复合相变材料的制备与性能344.1复合相变材料制备机理344.1.1相变机理344.1.2复合机理344.2试验方法344.2.1复合相变材料制备方法344.2.2复合相变材料的测试与表

4、征354.3PEG分子量对复合相变材料性能的影响354.3.1红外光谱分析表征354.3.2DSC分析测试374.4PEG掺量对复合相变材料性能的影响384.4.1红外光谱分析表征384.4.2DSC分析测试394.5本章小结41第五章结论与展望435」主要结论435.2展望43致谢45参考文献46摘要经济的高速发展在提高人们生活水平的同时也带动了能源消耗的急剧上升。然而能源的大量消耗会加剧我国能源危机、产生大量有害气体引发环境问题和城市热岛效应。鉴于能耗带来的负面影响，本论文拟研制综合性能良好的复合相变材料聚乙二醇

5、/二氧化硅(PEG/SiO2),通过其发生相变时吸热储能来增加能源储备，达到缓解能源危机、环境问题和城市热岛效应的冃的。本文首先选取适当方法制备硅溶胶，之后将自制硅溶胶与相变材料PEG进行复合制得复合相变材料，通过红外光谱、综合热分析等实验方法，研究影响复合相变材料性能的因素。选取以氨水和水玻璃为催化剂的单质硅水解法制备硅溶胶。通过试验分析硅粉用量、反应时间、反应温度以及催化剂用量对硅粉反应率和硅溶胶指标的影响，结果表明，制备硅溶胶的较佳工艺条件为：将250g去离子水、25g硅粉、13g水玻璃以及lg氨水在80°C条

6、件下反应8h,最后制得pH为11.40、粘度为3.5MPa・s、SiCh含量为23%的硅溶胶且硅粉转化率高达85.4%。将不同分子量的PEG以及不同掺量的工业PEG2000(GYPEG2000)掺加到自制硅溶胶中，经凝胶、烘干和研磨等步骤制得复合相变材料PEG/SiO2,通过红外光谱(FT-IR).综合热分析(DSC/TG)等实验方法，研究PEG分子量及掺量对复合相变材料性能的影响。结果表明：PEG和二氧化硅的复合只是物理吸附，并未发生反应生成新的物质；随着PEG分子量的不断增大，利用其所制备的复合相变材料相变焙和相

7、变温度越高；当PEG掺量在50%-80%范围时，随着PEG掺量的增加，复合相变材料的相变熔在27.18J/g-125.4J/g范围内逐渐增大，相变温度逐渐升高并且PEG热稳定性良好，不发生泄漏。综上所述，复合相变材料PEG/SiO2具有良好的热稳定性以及吸热储能能力，可以通过调节复合材料中PEG分子量以及掺量来改变复合相变材料的相变焙和相变温度。该材料可运用于节能建筑、储能媒介以及废热回收等领域。关键词：相变材料，硅溶胶，单质硅水解法，吸热储能ABSTRACTThehighspeeddevelopmentofdome

8、sticeconomynotonlyimprovesthelivingstandardsofpeoplebutalsoleadsthesharpriseinenergyconsumption,especiallytheenergyconsumption.ButalotofenergyconsumptioninChinawillaggravate