基于高内相乳液制备储热复合材料及其性能研究

基本信息
批准号:21805200
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张涛
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王文建,吴婷婷,马逸平
关键词:
相变材料储热高内相乳液织物复合材料
结项摘要

High internal phase emulsion (HIPE)-based composites are promising for latent heat storage, because they simultaneously encapsulate and shape-stabilize phase change materials (PCMs). However, fabrication and properties of such composites involve several issues. The process for the composite preparation is complex and the resulting composites suffer from super-cooling and low mechanical properties. This project aims to fabricate novel HIPE-based composites for latent heat storage applications by encapsulating alkanes-based PCMs within graphene oxide-stabilized oil-in-water HIPEs, followed by HIPEs solidification from isocynates and pectin or lignin at interfaces of the dispersed phase and the continuous phase. A series of HIPEs and polyHIPEs will be fabricated by varying graphene oxide contents, polyols, isocynates, polyols/isocynates ratios, PCMs and dispersed phase fractions. The effects of HIPE composition, average droplet diameter and droplet distribution on the morphologies (pore size and size distribution), physicochemical properties (amphiphilicity, thermal conductivity and mechanical properties) and heat storage performance (endothermic temperature, exothermic temperature and latent heat) of the resulting polyHIPEs will be investigated. PolyHIPEs/fabrics will be fabricated by incorporating HIPEs with fabrics followed by polymerization of HIPEs, and the effects of fabrics on the morphology, physicochemical property and heat storage performance of the polyHIPEs/fabrics will be also investigated.

基于高内相乳液(HIPEs)制备的储热复合材料可同时实现对相变材料的包覆与定形,具有极大的潜力,但仍存在制备复杂、过冷现象严重和力学性能差等诸多问题。本项目拟借助HIPEs的可调控性,合成以高级烷烃相变材料为分散相、氧化石墨烯稳定的水包油型HIPEs,并通过异氰酸酯在HIPEs连续相和分散相界面处交联胶质或木质素,固化HIPEs,制备储热复合材料polyHIPEs;揭示HIPEs组成(氧化石墨烯浓度、多羟基化合物与异氰酸酯种类与比例、相变材料熔点与分散相体积分数)、粒径与粒径分布对polyHIPEs形貌(孔径及其分布)、理化性质(导热性、润湿性与力学性能)与储热性能(吸热温度、放热温度、吸收与释放的热量)的影响关系。进而,将HIPEs与织物进行复合,并固化HIPEs,制备织物增强的新型储热复合材料polyHIPEs/织物;并研究织物对polyHIPEs/织物形貌、理化性质与储热性能的影响。

项目摘要

本研究针对高内相乳液(HIPEs)基储热复合材料制备与性能中存在的制备复杂、过冷现象严重和力学性能差等诸多问题,通过利用HIPEs的可调控性,合成了以相变材料十八烷为分散相的水包油型HIPEs,并通过光引发界面自由基聚合、界面Michael加成反应或界面交联反应等固化HIPEs,合成了具有闭孔结构的polyHIPEs,同时实现了对十八烷的包覆和定形,制备了储热复合材料polyHIPEs;并揭示HIPEs组成(稳定剂种类、单体种类、十八烷体积分数)、粒径及其分布对polyHIPEs形貌、理化性质与储热性能(吸热温度、放热温度、储热密度等)的影响关系。研究表明该储热复合材料polyHIPEs具有优异的压缩性能,可被压缩至原高度的30%而不会破碎;且通过选用合适的单体,制备的储热复合材料具有柔性。该储热材料具有极高的储热密度,最高可达250 J/g,略高于纯十八烷的储热密度,且具有优异的重复使用性,可反复加热-冷却100次,而吸热温度、放热温度和吸热放热峰形未发生明显变化。将HIPEs与适当的织物复合,再固化HIPEs,制备了织物增强的储热复合材料polyHIPEs/织物,织物的存在略微降低了polyHIPEs的储热密度,但是储热温度、放热温度和重复使用性得以保持,且polyHIPEs/织物拉伸性能得到大大提高,其拉力甚至高于相应的织物,克服了脆性polyHIPEs质脆易碎的缺点。总之,通过本研究,成功合成了具有闭孔结构的polyHIPEs,实现了对相变材料的包覆和定形,制备了基于乳液新型储热复合材料,解决该材料制备复杂、过冷现象严重与力学性能差的问题,具有重要理论意义。并且,这种储热复合材料具有储热密度高、传热比表面积大、重复使用性好和具有柔性等优点,很可能应用于露营装备和特种车辆领域,具有重要实用意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
4

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
5

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015

张涛的其他基金

批准号:60904100
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61673006
批准年份:2016
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:51607145
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70501031
批准年份:2005
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51371182
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51307097
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61171069
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10904146
批准年份:2009
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102594
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81260536
批准年份:2012
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39900062
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71571187
批准年份:2015
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81773143
批准年份:2017
资助金额:51.00
项目类别:面上项目
批准号:51608420
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872617
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:21405052
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370386
批准年份:2003
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:41602135
批准年份:2016
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81874061
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:31300115
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1460202
批准年份:2014
资助金额:200.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51771184
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61350009
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81802269
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41106049
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301712
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41502172
批准年份:2015
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11326088
批准年份:2013
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:61701004
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11501179
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460724
批准年份:2014
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11103076
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51302049
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30200214
批准年份:2002
资助金额:19.80
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61702226
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51905105
批准年份:2019
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31300097
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21406096
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71171126
批准年份:2011
资助金额:42.00
项目类别:面上项目
批准号:81102166
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705248
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51571005
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:50708108
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31672597
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11204364
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301854
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171588
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11575241
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:21275129
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61572518
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51608296
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51003052
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41376069
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:60904088
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50601007
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60903221
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81302514
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61904137
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20805042
批准年份:2008
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81872837
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:29100016
批准年份:1991
资助金额:3.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81172152
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30470453
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:11561006
批准年份:2015
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61602258
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502604
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51878651
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:18800304
批准年份:1988
资助金额:2.80
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601273
批准年份:2016
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51672299
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:21706100
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51374223
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81001507
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50631010
批准年份:2006
资助金额:190.00
项目类别:重点项目
批准号:81902220
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11875289
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:31001083
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31770359
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81673271
批准年份:2016
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:61801496
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41807260
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31070964
批准年份:2010
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:61272490
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31771148
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31760251
批准年份:2017
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:50771006
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:29573137
批准年份:1995
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:21875278
批准年份:2018
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:31670025
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81600937
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601884
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41701081
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71202102
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171053
批准年份:2011
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:21806184
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41576065
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81272587
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11375230
批准年份:2013
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
批准号:51771050
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11305215
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31300597
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101230
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50471001
批准年份:2004
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:71901051
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30340006
批准年份:2003
资助金额:8.00
项目类别:专项基金项目
批准号:71103041
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11573066
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11861014
批准年份:2018
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61602365
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70501018
批准年份:2005
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600362
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41801287
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31572636
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81672269
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61201088
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870827
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41206156
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41877298
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41801141
批准年份:2018
资助金额:25.40
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401944
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70971132
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:10702022
批准年份:2007
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51375088
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:31301914
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202495
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872942
批准年份:2008
资助金额:8.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

冷冻干燥Pickering高内相乳液制备多孔材料的研究

批准号:51203048
批准年份:2012
负责人:朱芸
学科分类:E0305
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

功能多孔聚合物分离材料的高内相乳液模板法制备及性能研究

批准号:21808140
批准年份:2018
负责人:李锦锦
学科分类:B0814
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
3

高内相乳液聚合法制备基于微孔有机网络的多级孔膜

批准号:21875162
批准年份:2018
负责人:孟建强
学科分类:B0504
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
4

高内相乳液法制备环氧基聚合物互通多孔材料及其应用研究

批准号:51003122
批准年份:2010
负责人:杨松
学科分类:E0309
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目