热储能相变PW/GO/水泥复合材料的力学和热性能研究 *
2021-07-13杨红霞
郑 海,杨红霞
(延安大学 建筑工程学院,陕西 延安 716000)
0 引 言
随着全球工业的发展和人口增长,资源消耗不断增加,特别是石化燃料的消耗逐年增长。全球每年石化燃料燃烧造成数百万吨的CO2排放到大气中,被认为是全球变暖的主要原因[1]。其中建筑物内的制冷和制热是能源消耗的主要用途之一,相变材料(phase change materials,PCMs)可以通过相变过程进行储存或释放大量的潜热,用于平衡室内和室外之间的温差[2-6]。因此,将建筑材料和PCMs结合起来被认为是提高建筑物热能储存效率的有效途径之一[7-9]。例如,Zhao C Y等[10]通过将3.5 kg的PCMs与测试舱中的绝缘板结合起来,能节省7%的冷却能量和28%的加热能量。然而,由于泄漏、 腐蚀和过冷等问题,在实际应用中块体PCMS不易应用。为了解决该问题,通常在使用之前需用聚合物或无机材料对PCMS进行封装[11]。Darkwa J等[12]将微胶囊相变材料(microencapsulated phase change materials,MPCMs)加入到石膏板中,发现随着微胶囊数量的增加,复合高导层微胶囊相变材料板的热调节能力增强。Thiele A[13]采用复合PCMs墙体来降低建筑物上的最大热负荷,以减少和消除供暖和制冷的电力需求。Xie X等[14]研究了微胶囊相变材料水泥基复合材料的流变性能。Ricklefs A等[15]研究了MPCMs对水泥浆体和水泥砂浆复合材料导热性能的影响,指出在水泥基复合材料中嵌入MPCMs是提高建筑热质量、提高能源利用率和降低路面热裂缝风险的一种很有前途的方法。
如何采用一种简单有效的方式进行PCMs的制备,变得极为有现实意义。许多聚合物和共聚物,如聚苯乙烯(PS)、 聚脲(PU)、 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和尿素-三聚氰胺-甲醛(MF)树脂,通常被用作MPCMs中的壳层[16-19]。……
