烯丙基聚乙二醇酯接枝聚丙烯腈的研究

烯丙基聚乙二醇酯接枝聚丙烯腈的研究

论文摘要

相变材料(PCM-Phase Change Material),是指在一定的温度范围内利用这种材料吸收和释放的潜热,发生物相变化,材料的分子排列在有序与无序之间迅速转变以改变其状态。随着能源危机、能源损耗以及环境污染等问题越来越严重,科研人员对相变材料的关注和重视也日益增加。本课题选择一种具有双键和端羧基的两亲性单体MAPEG为支链,采用水相沉淀聚合法以高分子量和高质量比接枝到PAN主链上,形成一种新型的固-固相变储能材料。FT-IR结果证明了MAPEG成功接枝到PAN主链上,NMRC13谱图也证明这一结果,H-NMR谱图表征了成功合成大分子单体MAPEG, XRD的结果辅证了FT-IR、NMR结论;DSC热分析结果表明:PAN-g-MAPEG最大的熔融焓达到74.16 J/g,结晶焓为65.4J/g,分别为MAPEG理论焓值的90%和93%,说明主链对支链结晶有影响,但影响程度不大。还可得出接枝共聚物的熔融焓和结晶焓相差不大,说明共聚物在升温吸热和冷却放热基本达到均衡,说明此相变材料有很大的应用价值。各种热性能表征了接枝共聚物的热性能稳定,有一定的固-固相变性能,在人体需求的舒适温度范围内。采用正交实验,选取四因素三水平,以熔融焓为实验结果,利用正交实验软件,得出各因素对该接枝实验的影响程度,并得出最佳反应体系。在得到较高焓值的固-固接枝相变材料后,改进实验添加具有促进结晶性能的第三组分分子筛,并提高了合成大单体中聚乙二醇的分子量,结果显示:新的接枝共聚物提高了共聚物的结晶温度,DSC结果表明接枝共聚物的熔融峰与结晶峰的温差减小,达到了理想效果;采用正交实验方法,选取三个因素,三个水平,以熔融焓为实验结果,得出最佳体系为A381C2,即丙烯腈与MAPEG质量配比为1:1,反应温度为90℃,分子筛含量为2%,即可获得高热焓值的梳状接枝聚合物。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 前言
  • 1.2 相变材料概念及分类
  • 1.3 相变化过程
  • 1.4 相变材料的工作原理
  • 1.5 高分子固-固相变材料及其优点
  • 1.5.1 多元醇类相变材料类
  • 1.5.2 层状钙钛矿物质复合材料类
  • 1.5.3 高分子结晶聚合物相变材料类
  • 1.5.4 接枝共聚物类相变材料
  • 1.6 相变材料的制备方法
  • 1.6.1 熔融共混法
  • 1.6.2 浸渍法
  • 1.6.3 插层法
  • 1.6.4 溶胶-凝胶法
  • 1.6.5 微封装法
  • 1.6.6 化学交联法和接枝法
  • 1.7 相变材料在实际中的应用
  • 1.7.1 相变材料在智能纺织品领域的应用
  • 1.7.2 相变材料在建筑材料领域的应用
  • 1.7.3 相变材料在其他领域的应用
  • 1.8 当前国内外研究方向
  • 1.8.1 国外当今研究方向
  • 1.8.2 我国的发展方向
  • 1.9 展望
  • 1.10 论文题目的研究内容
  • 1.11 本论文的研究特色和创新之处
  • 第二章 大单体马来酸聚乙二醇酯接枝聚丙烯腈的制备工艺研究
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 实验设计
  • 2.1.2 实验方案
  • 2.1.3 实验测试
  • 第三章 结果与讨论
  • 3.1 乌式粘度计测量粘均分子量
  • 3.2 MAPEG与PAN-g-MAPEG的FTIR分析
  • 3.3 MAPEG与PAN-g-MAPEG的XRD分析
  • 3.4 MAPEG与PAN-g-MAPEG的NMR分析
  • 3.5 MAPEG与PAN-g-MAPEG的保温性能分析
  • 3.6 MAPEG与PAN-g-MAPEG的导热系数分析
  • 3.7 MAPEG与PAN-g-MAPEG的TGA分析
  • 3.8 MAPEG与PAN-g-MAPEG的DSC分析
  • 3.9 正交实验分析
  • 3.9.1 最佳配方的选取
  • 3.9.2 最佳配方的结果讨论
  • 3.10 三元共聚物制备的研究
  • 3.10.1 三元共聚的实验方案
  • 3.10.2 试验结果及分析
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 攻读硕士期间已发表文章和会议论文
  • 相关论文文献

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