聚酯基相变材料的制备及其性能研究

摘要

相变材料(PCM,Phase Change Material)是一种利用材料在相转变过程中的吸热和放热现象,进行热能储存和温度调节控制的材料。本文选择聚乙二醇作为相变组分,以熔点较低的PBT为基材采用DMT合成路线,得到具有固-固相变性能的PBT-PEG共聚酯。主要研究结果如下:
　　 PBT-PEG共聚酯相变性能对PEG的分子量有很强的依赖性,只有PEG分子量在4000以上时,PBT-PEG共聚物才能有一定的相变特性。并且投料PEG/DMT的比例不同,生成产物的相变性能也不同,最佳的PEG的比例拟定在45-55％之间。而PBT/PEG共混物则被证实不具有固-固相变性能。
　　 对PBT-PEG共聚酯的结晶性能研究表明,PBT分子链中引入PEG后,随着PEG含量的增加,PBT链段的结晶温度上升,而PEG链段的结晶温度降低,并且共聚物的结晶度下降。
　　 经过FTIR与NMR测试,证实合成的共聚酯是以PBT链段封端的PBT-PEG嵌段共聚物,-(CH2CH2O)-聚醚链段已经进入共聚物,PBT-PEG嵌段共聚物的组成接近于投料比。
　　 对PBT-PEG共聚酯的动态流变性能研究表明随着剪切频率的增加,PBT-PEG共聚物体系的粘度均下降,表现出剪切变稀的特征。PBT-PEG共聚物体系流变性能与所用的PEG分子量有很大关系,而PEG的添加量影响较小。并且随着温度的升高,PBT-PEG共聚物体系流变各种参数如η、tanδ、G’、G”都降低。
　　 对PBT-PEG共聚酯的热降解性能研究表明,聚合产物的降解活化能降低,产物的稳定性较之纯组分PBT变差,而随着组分PEG分子量的增加,所对应的活化能逐渐增加。

目录

文摘

英文文摘

第一部分 绪论

1.1 相变材料的概述

1.1.1 相变原理

1.1.2 相变材料的分类

1.1.3 相变材料的选择

1.2 相变纤维的概述

1.2.1 相变纤维的调湿原理

1.2.2 纤维用PCM及其选择原则[18]

1.2.3 相变纤维的加工方法

1.3 聚乙二醇在相变纤维中的应用

1.3.1 聚乙二醇的性能研究

1.3.2 聚乙二醇在相变纤维中的应用现状

1.4 课题研究的目的和意义

1.5 本论文研究的内容

第二部分 试验

2.1 实验原料及规格

2.2 主要实验设备与仪器

2.3 PBT-PEG共聚物的结构与性能研究方法

2.3.1 DSC测PBT-PEG共聚物Tc、Tm、△Hc和△Hm

2.3.2 红外光谱(FTIR)分析

2.3.3 核磁共振(NMR)分析

2.3.4 X衍射法测定PBT-PEG共聚物的结晶度

2.3.5 PBT-PEG 相变共聚物动态流变性能分析

2.3.6 TG 测定PBT-PEG共聚物的热降解性

2.3.7 PBT-PEG共聚物的粘均分子量的测定

2.4 聚合设备简介

第三部分 结果与讨论

第一章 聚酯基相变材料的制备

3.1.1多嵌段聚醚酯共聚物的的合成力法

3.1.2 PEG的热稳定性对聚合工艺条件的影响

3.1.3 PET-PEG共聚物相变材料合成工艺的选择

3.1.4 PBT-PEG共聚物相变材料合成工艺的选择

3.1.5 PBT/PEG共混物与PBT-PEG嵌段共聚物相变性能的比较

第二章 PET-PEG共聚物结构组成研究

3.2.1 嵌段共聚物结构分析

3.2.2 PBT-PEG 嵌段共聚物的序列结构研究

3.2.3 嵌段共聚物的组成

第三章 PBT-PEG共聚物相变与结晶性能的研究

3.3.1 不同分子量PEG对PBT-PEG共聚物相变性能的影响

3.3.2 PEG/DMT 不同的投料比例对共聚物相变性能的影响

3.3.3 非等温结晶过程中的DSC图分析

3.3.4 XRD分析

笫四章PBT-PEG共聚物的流变性能研究

3.4.1 动态流变测试原理

3.4.2 动态频率扫描

3.4.3 PBT-PEG共聚物体系的粘流活化能

第五章 PBT-PEG嵌段共聚物的热降解

3.5.1 PBT-PEG 相变材料的TG曲线

3.5.2 非等温热解动力学研究

第四部分 结论

参考文献:

致谢

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