低温相变材料十二醇_脂肪酸二元体系相变温度的研究

斯蒂芬vbi

第35卷第11期2007年11月化　工　新　型　材　料NEWCHEMICALMATERIALSVol135No111

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低温相变材料十二醇2脂肪酸二元体系相变温度的研究

李志广　黄红军　张　敏　万红敬

(石家庄军械工程学院理化教研室,石家庄050003)

摘　要　相变恒温材料,目前应用较多的是固液相变材料,。采用步冷曲线法研

究了不同组成的十二醇2脂肪酸5组二元体系的相变温度,得到了这5组体系均为具有最低共熔点的二元体系,其最低共熔温度均小于20℃,关键词　低温相变材料,相变温度,十二醇,脂肪酸

Thephasesystemdodecanol2fatty

phasechangematerial(PCM)

LiZhiguang　HuangHongjun　ZhangMin　WanHongjing

(StaffroomofPhysics2Chemistry,OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003)Abstract　ThesolidliquidPCMasphasechangeconstantmaterialisusedbroadlyatthepresenttimeandthesolid

liquidphasechangetemperatureisoftenhightemperature.Thedifferentphasechangetemperatureofthedifferentconsti2tutesonthefivegroupbinarysystemsdodecanol2fattyacidsweredeterminedwithcoolingcurveandthoseT2Xphasedia2gramsweregot.Theresultsshowedthatthosefivegroupsystemsareallthesimplebinaryeutecticsystemsandthelowestmeltpointarealllessthan20℃.Sothosefivegroupbinarysystemshaveextensivelyappliedvalue.

lowtemperaturephasechangematerial(PCM),phasechangetenperature,dodecanol,fattyacidKeywords　

　　传统的相变储能材料主要是部分水合盐及某些有机物

(石蜡、脂肪酸等)和用于高温储热的熔盐[122]。因水合盐有过冷和析晶两大缺点,应用时须特殊处理;而有机相变材料过冷不严重,比较稳定,对容器要求较低,应用较多。

相变恒温材料,应用较多的是脂肪酸类,有关脂肪酸类的相变材料研究报道较多,而该类材料多数相变温度均大于30℃[3]。本方法主要研究了十二醇2硬脂酸(十八酸)、十二醇2十六酸、十二醇2十四酸、十二醇2月桂酸(十二酸)、十二醇2癸酸(十酸)5组二元体系,采用步冷曲线法测定了不同组成的十二醇2脂肪酸5组二元体系的相变温度,得到了这5组二元体系的固液平衡相图。

本实验所用实验药品均为分析纯,温度记录采用JM624U便携式精密数字温度计,精确度为011℃。

1　实验部分

1.1　测定方法

目前应用较多的是固液相变材料,而固液平衡相图是混合相变材料应用的基础[4]。步冷曲线法是一种热分析的方法[5],这一方法的依据是晶体从液相中析出时(进行结晶时),由于放出潜热而使温度变化的进程发生转折。因此可以根据转折的位置判定结晶温度。具体做法为:在试验中只需配制质量分数分别为x1,x2…的样品,做出各样品的步冷曲线图,得出T1,T2…以及最低共熔温度TE,然后采用图1的方法做出二元物系的T2X图。本法测定了5组不同组成的十二醇2脂肪酸二元体系的T2X相图,并测定了最低组成和相变温度

。

1.2　实验过程

利用分析天平分别称取脂肪酸质量组成为1010%、

2010%、3010%、4010%、5010%、6010%、7010%、8010%、9010%的十二醇2脂肪酸混合物,分别放入试管中。

将称得的混合试样,盖紧塞子,放在加热套上加热,使其全部熔化,当温度高于结晶温度50℃时,停止加热。将试管放入盛有冷却水的烧杯中,同时用便携式精密数字温度计搅拌均匀试管中的混合物,并且开动秒表,记录冷却时间和温度,记录时间间隔为15s。当开始出现少量结晶时,停止搅拌。当记录的温度保持一段时间不发生变化,且之后温度又持续下降,低于估计的结晶点温度时,停止实验。

以在测定过程中记录的温度为纵坐标,时间为横坐标,进

作者简介:李志广(1975-),硕士研究生,讲师,主要研究方向为功能材料和金属防腐蚀的先进技术—VCI技术,曾获军队科技进步二等奖。

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行绘图,得到步冷曲线。

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2　结果与讨论

测定过程中,部分体系有过冷现象,但是不太严重。无过冷时参考图1的方法,可得到相变温度,当出现过冷时,相变温度采用线性外推法,以减少误差。

首先,测定了十二醇2硬脂酸二元体系不同组成的相变温度,参考图1的方法,绘制了该体系的二元T2X相图,该体系具有最低相变点,稍微有些过冷现象,在该体系最低相变温度点,硬脂酸含量较低,硬脂酸质量含量为13191%,最低相变温度为1616℃。见图2所示

。

,有些过冷现象,但是不很严重,该体系最低相变点较低,最低温度为913℃,见图6所示,癸酸的质量含量为41153

%。

其次,测定了十二醇2十六酸二元T2X相图,测定过程中,稍微也有些过冷现象,该体系在最低相变温度点,十六酸含量也较低,质量含量为13140%,最低相变温度为1618℃,见图3

所示。

最低组成和相变温度见表1所示。

表1　低共熔体系热力学性质测定结果

体系十二醇2硬脂酸十二醇2十六酸十二醇2十四酸十二醇2月桂酸十二醇2癸酸

组成/%

86.09∶13.9186.60∶13.4076.76∶23.2471.18∶28.8258.47∶41.53

相变温度/℃

16.616.815.117.49.3

由这5组二元体系可以看出,各组体系都是具有低共熔

第3,测定了十二醇2十四酸二元T2X相图,该体系无过冷

现象,在最低相变点,十四酸的质量含量为23124%,最低相变温度为1511℃,见图4

所示。

点的二元凝聚体系,它们具有的共同特点是在低共熔点处,具有同纯物质相似的性质,能够同时析出两种固体成分,而温度保持不变,而正是这一特点,决定了如果将其用作相变恒温材料,将有可逆性好的特点,当然如果采用不同于低共熔点的组成,那么所得到的混合物质将具有较宽的温度范围,这样对于相变物质应用范围将得到扩展。

在测定过程中,发现部分体系具有较小过冷现象,在相变材料的研究中,消除过冷现象,也是研究工作的主要内容之一,特别对于无机相变材料的研究,更显得尤为重要。

由表1可知,这5组二元体系最低共熔点的相变温度均较低,从而为低温的相变材料应用提供了基础。

3　结　论

第4,测定了十二醇2月桂酸二元T2X相图,该体系无过冷现象,相变点较好,在最低相变点,月桂酸的质量含量为

28182%,最低相变温度为1714℃,见图5所示。

最后,测定了十二醇2癸酸二元T2X相图,

该体系测定过

十二醇2脂肪酸五组二元体系是具有最低共熔点的二元体系,该最低共熔温度为低温,均小于20℃,而十二醇2癸酸体系小于10℃,从而为低温相变材料的研究提供了基础,该材料具

(下转第64页)

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求出q′0/q0(反映了敏化剂的强化辐射交联效率)值,通过q′0/q0值可以进一步讨论敏化剂的强化交联效率

。

3　结　论

(1)加入量为2%的多官能团单体TMPTMA对甲基乙烯

基硅橡胶的辐射交联具有较好敏化作用,降低了体系交联所

需剂量,提高了交联密度,体系的辐射交联规律不符合Char2lesby2Pinner公式,用陈2刘2唐公式修正后可以得到较好的线性关系。

(2),, m-1,综合力学性能较好。

)40kGy后辐射降解明显,体系网状结,凝胶含量和力学性能开始下降。

2.3　敏化剂和辐射剂量对体系力学性能的影响

表1　比较辐射剂量对不加敏化剂和加入2%

TMPTMA的硅橡胶体系力学性能的影响项目硬度/邵氏A型

拉伸强度/MPa扯断伸长率/%撕 …… 此处隐藏：4227字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……