CN101781394A - 聚氨酯高分子固—固相变储能材料的合成 - Google Patents

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Abstract

采用两步溶液聚合法以DMF为溶剂，PEG、MDI、BDO为原料合成了一种聚氨酯型高分子固—固相变储能材料，运用差示扫描量热仪(DSC)进行结构分析和性能表征，对其相变行为和相变机理进行初步探讨。

Description

聚氨酯高分子固—固相变储能材料的合成
技术领域
本发明涉及一种相变材料的制造方法，特别涉及一种聚氨酯类相变材料的制备方法。
背景技术
目前相变材料在纺织品上的应用主要是研究蓄热调温纺织品。蓄热调温纺织品是一种通过纺织品表面或纤维内含有的相变物质遇冷、热后发生固-液可逆相变而吸收、放出热量，从而具有温度调节功能的新型高技术纺织品。这类纺织品能够根据外界环境温度的变化在一定的温度范围内可自由调节纺织品内部温度，即当外界环境温度升高时，可以储存能量，使纺织品内部温度升高相对较低；当外界环境温度下降时，可以释放能量，使纺织品内部温度降低相对较少，做成服装后比常规纺织品更具有舒适性。
高分子固一固相变储能材料是一类开发较晚的功能材料，它是利用物质相变过程中的热效应实现能量的存储和释放，且相变过程是一种从固体到固体的转变。相比普通的固一液相变材料和小分子固一固相变材料，其优越性在于相变过程中无液体或气体产生，体积变化小，在实用过程中无需容器密封且易制成各种形态，可与其它材料结合，甚至可直接用作系统材料，从而简化了工艺，降低了成本。因此，高分子固一固相变材料是一种极具发展前途的材料，成为目前研究开发的热点之一。
发明内容
本发明旨在对相变性能优异的高分子固一液相变材料聚乙二醇进行改性，利用其分子链端的羟基与多官能团异氰酸酯及扩链剂反应制备出具有聚氨酯结构的固一固相变材料，通过FTIR，DSC，POM的分析手段对该类PUPCM的结构和性能进行了表征，并对其储能机理进行了初步研究，为该类材料的实用化提供理论依据。此类新型高分子固一固相变储能材料目前还尚未见报道。
具体实施例
原材料：聚乙二醇(PEG)：CP，M＝10000，汕头市光华化学厂；4，4二苯基甲烷一二异氰酸酯(MDI)：工业级，烟台万华合成革集团公司；N，N一二甲基甲
酰胺(DMF)：AR，汕头市光华化学厂；1，4一丁二醇(BEK))：CP，中国医药上海化学试剂公司。所有原料使用前均经干燥提纯处理。
PUPCM的制备：采用两步法溶液聚合制备PUPCM样品。将在100～120℃下真空脱水3～4h的PEG加入到适量经0.5nm分子筛干燥后减压蒸馏处理的DMF中，搅拌溶解后，加人计量MDI。在惰性气体保护下，于60～70℃反应2h，生成NCOPEG预聚物，再用BDO扩链反应2h后，倒人模具中于80℃真空干燥箱中保持48h，即得PUPCM。
性能测试与表征：DSC分析采用PE公司DSC一7型差示扫描量热仪，测试温度及热焓用高纯标准样品铟校准，试样量为5mg左右，气氛为氮气(流量为40ml/min)，加热速率为10℃/min，扫描温度为303～353K。
结果：PUPCM样品与纯PEG一样在升温过程中发生了相转变，其相变焓为138.7J，相变温度为65.28℃(峰顶温度)。
表1PEG与PUPCM的热性能
  样品   相变行为   Tt(℃)   ΔH(J·g-1)
  PEG升温过程   固-液   65.98   189.6
  PUPCM升温过程   固-固   65.28   138.7
  PUPCM降温过程   固-固   35.58   126.2
ΔH(J·g-1)为样品相转变热焓；Tt为样品相转变峰值温度。

Claims (3)

1.一种制备聚氨酯型相变材料的方法，其特征在于原料为。将在100～120℃下真空脱水3～4h的聚乙二醇加入到适量经0.5nm分子筛干燥后减压蒸馏处理的N，N一二甲基甲酰胺中，搅拌溶解后，加人计量4，4二苯基甲烷一二异氰酸酯。在惰性气体保护下，于60～70℃反应2h，生成预聚物，再用丁二醇扩链反应2小时后，倒人模具中于80℃真空干燥箱中保持48h，即得聚氨酯固固相变材料。
2.如权利要求1所述的一种制备聚氨酯型相变材料的方法，其中所述的惰性气体为氮气。
3.如权利要求1所述的一种制备聚氨酯型相变材料的方法，其中所述的丁二醇为1，4-丁二醇。
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