納米相變材料.ppt

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1、納米相變材料的研究進(jìn)展一、相變及相變材料二、納米相變材料三、納米材料的表征方法四、納米相變材料的制備方法五、納米相變材料的應(yīng)用六、納米相變材料的研究展望一、相變及相變材料物質(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的過程稱之為相變。相變材料是指材料在相變溫度范圍內(nèi)，雖然發(fā)生相態(tài)的變化，但是在相變過程中，體積的變化很小，以潛熱形式從周圍環(huán)境吸收或者釋放大量熱量，而自身的溫度保持不變或恒定的一種功能性材料。人口的不斷增加，能源緊缺的形式嚴(yán)峻。需要研究新型節(jié)能技術(shù)，減少能源消耗。相變儲(chǔ)能技術(shù)就是其中一個(gè)。傳統(tǒng)相變材料有機(jī)無機(jī)腐蝕性液態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)低納米相變材料解決泄露問題納米相變材料解決導(dǎo)熱系數(shù)低的問題納米

2、相變材料有機(jī)無機(jī)二、納米相變材料納米相變材料普通納米相變材料納米復(fù)合相變材料納米金屬等納米膠囊相變材料納米吸附相變材料其他復(fù)合相變材料膠囊法吸附法其他方法納米技術(shù)相變材料+=納米相變材料2.1納米膠囊相變材料微膠囊納米膠囊導(dǎo)熱系數(shù)低磨損破裂堵塞管道納米尺寸很好的解決了微膠囊的問題微膠囊與納米膠囊的對(duì)比項(xiàng)目微膠囊納米膠囊殼材料多種有機(jī)物和無機(jī)物材料，其中高分子材料最為常用主要為可生物降解的高分子物質(zhì)，如聚乳酸分散性粒徑為5-400微米，分散于水中為懸浮液粒徑為1-1000納米，易分散于水中形成透明的膠體溶液醫(yī)學(xué)用途主要用于口服主要用于靜脈注射作用緩釋藥，為長(zhǎng)期制劑主要作為載藥靶向制

3、備方法包括機(jī)械、物理、化學(xué)等各種方法原位聚合法、界面聚合法等3.1界面聚合法界面聚合法是建立在合成高聚物界面縮聚反應(yīng)的基礎(chǔ)上的。兩種發(fā)生聚合反應(yīng)的單體分別溶于水和分散相中把兩種不相混溶的液體加入乳化劑以形成水包油或油包水乳液兩種聚合反應(yīng)單體分別從兩相內(nèi)部向界面移動(dòng)迅速在相界面上反應(yīng)生成聚合物將囊心包覆形成膠囊三、納米相變材料的制備方法3.2原位聚合法原位聚合法是一種與界面聚合法密切相關(guān)的納米膠囊化技術(shù)。將單體與引發(fā)劑全部加入到分散相或連續(xù)相中聚合反應(yīng)在芯材液滴的表面上發(fā)生，聚合單體產(chǎn)生相對(duì)低分子量的預(yù)聚體預(yù)聚體尺寸逐步增大后，沉積在芯材物質(zhì)的表面交聯(lián)及聚合反應(yīng)的不斷進(jìn)行，最終形成

4、固體的膠囊外殼四、納米材料的表征方法透射電鏡法納米膠囊表征舉例納米膠囊的囊心為正十八烷殼材為聚苯乙烯。用粒度分析儀對(duì)樣品進(jìn)行粒徑分布分析。用透射電鏡對(duì)樣品進(jìn)行表面形貌分析。用紅外光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)組成分析。用熱分析儀對(duì)樣品進(jìn)行熱失重分析。納米膠囊粒徑分析納米膠囊的粒徑分析結(jié)果顯示納米膠囊的粒徑分布相對(duì)集中，主要分布在50-200納米范圍內(nèi)納米膠囊表面形態(tài)分析納米膠囊透射電鏡照片可以看出納米膠囊呈球形，囊心（淺色部分）和囊壁（深色部分）之間存在明顯的界線，只有極少部分的膠囊形貌呈半月形半月形納米膠囊的紅外光譜分析正十八烷（a）、聚苯乙烯（b）、納米膠囊的紅外光譜圖（c）對(duì)照?qǐng)D中的

5、a、b和c的紅外光譜圖只是兩個(gè)的加合，并沒有出現(xiàn)新的吸收峰表明正十八烷和聚苯乙烯只是物理上的嵌合。波數(shù)/cm官能團(tuán)29582924甲基、亞甲基不對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰2855亞甲基對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰1378721亞甲基面內(nèi)、面外振動(dòng)峰波數(shù)/cm官能團(tuán)30603026芳香族C-H伸縮振動(dòng)峰2923脂肪族C-H伸縮振動(dòng)峰16011490苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)峰756700苯環(huán)變形振動(dòng)峰a曲線b曲線納米膠囊的耐熱性分析納米聚苯乙烯球、純正十八烷和納米膠囊的熱重分析圖納米膠囊相變材料的分解主要集中在兩個(gè)階段：105.1-316.4攝氏度，失重比為49.54%；386.7-443.7攝氏度，失重比為44.

6、63%。分析表明：作為殼層的聚苯乙烯有很好的耐熱性，可以很好地保護(hù)內(nèi)部的相變材料芯材。以上四種表征方法是從不同角度來表征納米膠囊的，并無優(yōu)劣之分。各種表征手段需要綜合使用，才能充分的表征一種物質(zhì)，只用單一的某種手段是不能充分表征的。比如上例中，紅外譜圖只能給出官能團(tuán)，并不能給出具體形狀，這就要結(jié)合透射電鏡圖來表征，而它的熱性能就要進(jìn)行熱分析。五、納米相變材料的應(yīng)用在熱交換器行業(yè)中的應(yīng)用相變蓄能巖棉復(fù)合板相變蓄能板在紡織業(yè)中的應(yīng)用相變材料在紡織品中的應(yīng)用主要是通過微膠囊對(duì)織物進(jìn)行涂覆或?qū)⑽⒛z囊混入紡絲液中進(jìn)行紡絲來實(shí)現(xiàn)。包封有相變微膠囊材料的服裝可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化在一定溫度范圍

7、內(nèi)，自由調(diào)節(jié)服裝內(nèi)部溫度。在其他行業(yè)中的應(yīng)用美國的研究人員將開發(fā)出的新型納米相變材料研磨成粉末，應(yīng)用到電子器件制造行業(yè)對(duì)精密電子器件的制造工藝氛圍進(jìn)行保護(hù)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和精密度。納米相變材料具有獨(dú)特的蓄熱調(diào)溫性能，使其在大規(guī)模滅火，如森林滅火和油田滅火中得到廣泛應(yīng)用。俄羅斯將吸附蓄熱技術(shù)與無機(jī)相變材料相結(jié)合，研制出一種納米吸濕防寒鞋墊。該鞋墊利用納米孔硅膠和氯化鈣對(duì)水汽的吸附達(dá)到吸濕的效果，使鞋墊始終保持涼爽干燥；氯化鈣吸水后轉(zhuǎn)變?yōu)榱然}，它能根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行吸熱／放熱，