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1、纖維素醚基固-固相變膜的制備及其性能研究陳亞亮2015年12月中圖分類號(hào)：TQ352.72UDC分類號(hào)：540纖維素醚基固-固相變膜的制備及其性能研究作者姓名陳亞亮學(xué)院名稱材料學(xué)院指導(dǎo)教師邵自強(qiáng)教授答辯委員會(huì)主席楊明山教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年12月PreparationandcharacterizationofCelluloseEthersolid-solidphasechangemembraneCandidateName：ChenYaliangSchoolorDepartment:MaterialScienceandEngin
2、eeringFacultyMentor:Prof.ShaoZiqiangChair,ThesisCommittee:Prof.YangMingshanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialScienceDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：December,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京
3、理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：摘要隨著世界石油資源的緊缺、能源危機(jī)日漸加深、環(huán)境污染日益嚴(yán)重，環(huán)境友好的相變儲(chǔ)能材料受到了廣泛關(guān)注。聚乙二醇（PEG）作為最常用的相變材料，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易結(jié)晶，相轉(zhuǎn)變潛熱高，熱滯后效應(yīng)低等優(yōu)點(diǎn)，但其屬于固-液相轉(zhuǎn)變材料，限制了其在相變材料中的應(yīng)用，經(jīng)過處理改性后，PEG可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?固相轉(zhuǎn)變材料。本文利用來源豐富、價(jià)格低廉、可生物降解、生物相容性好的纖維素醚類作為基體和骨架，通過與PEG大分子間的氫鍵作用，利用物理共混法制備
4、了纖維素醚基固-固相變膜，并對(duì)不同共混比的相變膜進(jìn)行了測(cè)試分析。同時(shí)通過添加纖維素納米纖維（CNFs）對(duì)相變膜進(jìn)行改性，優(yōu)化相變膜性能。首先以離子型纖維素醚——羧甲基纖維素（CMC）為基體材料，制備了PEG-CMC固-固相變膜。研究發(fā)現(xiàn)：CMC通過氫鍵對(duì)PEG的束縛作用不是十分理想，在該相變膜中PEG最高添加量為30%，隨著PEG添加量增大，相變膜的熱穩(wěn)定性未受顯著影響，透光率下降，相變焓增大，斷裂強(qiáng)度降低，斷裂伸長(zhǎng)率升高。在此基礎(chǔ)上，論文以非離子型纖維素醚——羥丙基甲基纖維素（HPMC）作為基體材料，制備了PEG-HPMC固-固相變膜。研究發(fā)現(xiàn)：HPMC通過氫鍵對(duì)PEG的束縛作用有所提高，
5、在該相變膜中PEG最高添加量達(dá)到40%，隨著PEG添加量的增大，相變膜的熱穩(wěn)定性、相變焓均有所增強(qiáng)，斷裂強(qiáng)度逐漸降低，斷裂伸長(zhǎng)率先升高后降低，但其透光率受到了顯著影響，PEG添加量在20%及以上時(shí)，相變膜在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)透光率為0%。為了提高固-固相變膜的整體性能，論文又以CNFs作為改性填料，添加至PEG-HPMC固-固相變膜中，制備了PEG-HPMC-CNFs固-固相變膜。研究發(fā)現(xiàn)：CNFs的添加對(duì)相變膜的熱穩(wěn)定性及相變焓影響不大，但其有效改善了相變膜的透光率，當(dāng)CNFs添加量為2%~4%時(shí)，相變膜的在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光率為80%，同時(shí)斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率在CNFs添加量為3%時(shí)顯
6、著提高。關(guān)鍵詞：固-固相變材料，共混膜，聚乙二醇，羧甲基纖維素，羥丙基甲基纖維素，纖維素納米纖維IVAbstractWiththeincreasingconcernontheshortageofpetroleumresources,energycrisisandenvironmentpollution,theeco-friendlyPhaseChangeMaterialsdrawwidelyattention.Polyethyleneglycol(PEG),asthemostcommonlyusedphasechangematerial,hastheadvantagesofsimplemol
7、ecularstructure,easycrystallization,highheatofphasetransitionandlowheat-hysteresisinfluence.ButPEGissolid-liquidphasechangematerialwhichlimitsitsapplicationinphasechangematerials.PEGcanbechangedintosolid-so
