基于四重氢键的自修复温敏相变凝胶的制备及性能

摘要

为提高定型相变材料(SSPCM)的使用寿命,以水和离子液体(IL)为相变材料(PCM),N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,壳寡糖(COS)为添加剂,引入2-脲基-4[1H]-嘧啶酮(UPy)形成四重氢键二聚体,采用自由基聚合法制备了自修复温敏型相变凝胶(S-EBIL)。通过FTIR、SEM、TEM对相变凝胶的化学结构与微观形貌进行了表征,并测定了相变凝胶的自修复性、溶胀性和热性能。结果表明,相变凝胶具有多孔结构,内部孔径为18~38μm,微凝胶核壳尺寸2~4μm。相变凝胶具有温度敏感性,当温度升高时,相变凝胶黏弹性增大,不仅能维持相变材料的基本形状,而且能防止相变材料泄漏。相变凝胶相变温度为-10~0℃,相变焓值最高为252.9 J/g,导热系数为0.5207 W/(m·K)。自修复温敏相变凝胶(S-EBIL3,IL与H_(2)O质量比为3∶10)修复效率可达95.5%(30 s)。