CN103278524A - 一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法 - Google Patents

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冶艳
巢启
崔丽
钟勤
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Abstract

本发明公开的是一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法。相变材料的相变温度决定了相变材料的适用与否，因此，测定复配相变材料的相变温度是关键技术。本发明技术特征是：称量复配石蜡相变材料；最低温度准备；温度测定准备；数据采集调试；升温测试；降温测试；分析时间-温度的曲线。当相变发生时，本发明测定出的复配石蜡的时间-温度的曲线与参照物水的曲线不重合；升温或降温时，温度曲线明显低于或高于参照物水的，由此来测定相变温度。这样实际应用时可根据相变温度来选择环境所需要的相变温度的相变石蜡材料。本发明方法简单，实用、快速、准确，为生产应用提供了即时信息，使应用具有可操作性。

Description

一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法
技术领域
本发明涉及的是一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法，属于石蜡类相变材料检测技术领域。
背景技术
随着全球环境污染的日益加剧，促使人类积极应用节能、环保的新材料。在建筑领域中利用相变材料的相变潜热实现能量的存储及利用，可以降低建筑能耗，是建筑节能的一项重要举措。
相变材料是指利用物态变化时，从环境中吸收或放出的热能用于能量的储存或释放的材料。储能相变材料具有蓄能放热和温度调控的特点，而石蜡具有相变潜热大、相变温度易调节、性能稳定、价格便宜及对环境无毒无害的特点。相变石蜡类材料使用在建筑中可提高建筑的舒适度、减低能耗和对环境的负面影响，相变石蜡类材料在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境，通过恰当的设计可以应用于建筑中，可以使室外温度和热流波动的影响削弱，把室内的温度控制在人类生活舒适的范围，还由于当今环保和节能观念的提倡，在用电高峰期削弱用电量的前提下，把相变储能材料以不同的形式加入到建筑材料中，构成了相变建筑节能材料，这在国内外已引起了广泛的研究。
根据在建筑节能中的具体应用，选择并配制恰当的相变温度的相变材料至关重要，控制好相变温度是选择合适的相变材料的关键，因而对相变材料的相变温度的测定就显向尤其重要。在建筑围护结构中，石蜡类的相变材料是一种比较优良的节能材料，选择相变温度在20～25℃的复配石蜡相变材料应用在内墙时，可提高建筑物的热惰性，降低室内温度波动，从而改善室内的舒适度；相变温度在 40～60℃的外墙相变材料可用作被动式太阳房的储热墙，使环境中的热量向屋内散热时的热阻变大。
相变材料很多，但单一的相变材料很难满足实际的应用需求，因此在相变材料领域首先要配制适用于环境温度变化的相变材料，其相变温度决定了所选材料的适用与否，因此，测定复配相变材料的相变温度是关键技术，而传统的测定相变材料相变温度的方法，只是对于单一的相变材料做差示扫描量热测试，且这种测试需要精密的仪器及不适合普通测试。因此，提供一种能够准确快速测定复配相变材料的相变温度的测定方法，对于选择适用的相变材料是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的就是提供一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法，简单、快速、准确的测定复配石蜡相变材料的相变温度，克服传统的测定方法所存在的不足。
为实现上述目的，本发明采取了下述技术方案，一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法，具体技术步骤是： 
 （1）称量复配石蜡相变材料：将待测复配石蜡相变材料的原料及去离子水，分别称取等量并不超过20ml，装入20ml的试管中，标识后等待测定；
（2）最低温度准备：在恒温水浴锅中加入冰水混合物使温度降到9-11℃，并固定装满冰水混合物的四口烧瓶在其中；
（3）温度测定准备：将温度探头分别插入装有称量好的待测石蜡相变材的原料试管中，并用塞子固定温度探头，然后放入恒温水浴锅中固定好的四口烧瓶中；
（4）数据采集调试：在电脑中安装实时温度测定软件，并与温度探头相连接，在显示的坐标上，横轴为时间轴，纵轴为温度轴，搜索采集设备及通道，设定采集参数，其中波特率为9600，采集时间为3s，调试日期，采集开始时间，开始采集数据，并让其生成EXCEL文件；
（5）升温测试：接通恒温水浴锅电源，设定最高温度为85℃，加热，并开始温度-时间数据采集；
（6）降温测试：待温度到85℃后，重复步骤（4），然后把四口烧瓶挪入盛放冰水混合物的容器中，降温，并开始温度-时间数据的采集；
（7）分析时间-温度的曲线：根据采集到的数据确定复配石蜡的相变温度。
采取上述措施的本发明，利用简单的恒温水浴锅和实时温度测试传感器对复配石蜡类的材料相变时引起的相变潜热及相变温度进行测定，当相变发生时，复配石蜡的时间-温度的曲线与参照物水的时间-温度的曲线开始分离；升温或降温时，温度曲线明显低于或高于参照物水温度曲线，由此来测定相变温度，这样实际应用时可根据相变温度来选择环境所需要的相变温度的相变石蜡材料。本发明方法简单，实用、快速、准确，为生产应用提供了即时信息，使应用具有可操作性。
附图说明
 为详细说明本实验的测定方法，下面结合附图加以详述。
附图1为实施方案1配方的升温时相变温度在30℃的时间-温度曲线图。
附图2为实施方案2配方的降温时相变温度在50℃的时间-温度曲线图。
具体实施方式
实施例1
三种待测复配石蜡相变材料的原料配方：
①十四醇 13.5g         硬脂酸丁酯    1.5g
②十四醇 12g          硬脂酸丁酯    3g
③十四醇 10.5g         硬脂酸丁酯    4.5g
④去离子水15g
测试方法：
（1）称量石蜡：按上述配方称取十四醇、硬脂酸丁酯及去离子水，装入20ml的试管中，并标识后等待测定；
（2）最低温度准备：在恒温水浴锅中加入冰水混合物使温度降到10℃，并固定装满冰水混合物的四口烧瓶在其中；
（3）温度测定准备：将温度探头分别插入称量好的石蜡试管中，并用塞子固定温度探头，然后放入恒温水浴锅中固定好的四口烧瓶中；
（4）数据采集调试：在电脑中安装实时温度测定软件，并与温度探头相连接，在显示的坐标上，横轴为时间轴，纵轴为温度轴，搜索采集设备及通道，设定采集参数，其中波特率为9600，采集时间为3s，调试日期，采集开始时间，开始采集数据，并让其生成EXCEL文件，所生成的曲线如图1所示；
（5）升温测试：接通恒温水浴锅电源，设定最高温度为85℃，加热，并开始温度-时间数据采集；
（6）分析时间-温度的升温曲线：根据采集到的数据确定复配石蜡的相变温度，如图1所示的曲线，序号 1～4为测定上述原料配方①～④所采集到的数据生成的曲线，其中曲线出现平台的地方即为相变温度，曲线1的相变温度为34℃是原料配方                                               
Figure 2013102010643100002DEST_PATH_IMAGE002
的相变温度；曲线2的相变温度为30℃是原料配方
Figure 2013102010643100002DEST_PATH_IMAGE004
的相变温度；曲线3的相变温度为33℃是原料配方
Figure 2013102010643100002DEST_PATH_IMAGE006
的相变温度；曲线4为水相，无相变温度。
实施例2
三种待测复配石蜡相变材料的原料配方：
①液体石蜡 3g            半精炼石蜡  12 g
②液体石蜡 5g            半精炼石蜡  10g
③液体石蜡 7g             半精炼石蜡  8g
④去离子水15g
测试方法：
（1）称量石蜡：将液体石蜡、正十八烷、半精炼石蜡及去离子水，分别称量，装入20ml的试管中，并标识后等待测定；
（2）温度测定准备：将温度探头分别插入称量好的石蜡试管中，并用塞子固定温度探头，然后放入恒温水浴锅中固定好的四口烧瓶中；
（4）数据采集调试：在电脑中安装实时温度测定软件，并与温度探头相连接，在显示的坐标上，横轴为时间轴，纵轴为温度轴，搜索采集设备及通道，设定采集参数，其中波特率为9600，采集时间为3s，调试日期，采集开始时间，开始采集数据，并让其生成EXCEL文件，所生成的曲线如图2所示；
（5）升温准备：接通恒温水浴锅电源，设定最高温度为85℃，加热至85℃；
（6）降温测试：待温度到85℃后，把四口烧瓶放入盛放冰水混合物的容器中，降温，并开始温度-时间数据的采集；
（7）分析时间-温度的曲线，根据采集到的数据确定复配石蜡的相变温度，如图2所示的曲线序号 1～4为测定上述原料配方①～④所采集到的数据生成的曲线，其中曲线出现平台的地方即为相变温度，曲线1的相变温度为55℃是原料配方
Figure 509258DEST_PATH_IMAGE002
的相变温度；曲线2的相变温度为50℃是原料配方
Figure 426399DEST_PATH_IMAGE004
的相变温度；曲线3的相变温度为45℃是原料配方
Figure 393087DEST_PATH_IMAGE006
的相变温度；4为水相，无相变温度。

Claims (1)

1.一种对复配石蜡相变材料相变温度的测定方法，其特征是所述测定方法的具体技术步骤是： 
 （1）称量复配石蜡相变材料：将待测复配石蜡相变材料的原料及去离子水，分别称取等量并不超过20ml，装入20ml的试管中，标识后等待测定；
（2）最低温度准备：在恒温水浴锅中加入冰水混合物使温度降到9-11℃，并固定装满冰水混合物的四口烧瓶在其中；
（3）温度测定准备：将温度探头分别插入装有称量好的待测石蜡相变材的原料试管中，并用塞子固定温度探头，然后放入恒温水浴锅中固定好的四口烧瓶中；
（4）数据采集调试：在电脑中安装实时温度测定软件，并与温度探头相连接，在显示的坐标上，横轴为时间轴，纵轴为温度轴，搜索采集设备及通道，设定采集参数，其中波特率为9600，采集时间为3s，调试日期，采集开始时间，开始采集数据，并让其生成EXCEL文件；
（5）升温测试：接通恒温水浴锅电源，设定最高温度为85℃，加热，并开始温度-时间数据采集；
（6）降温测试：待温度到85℃后，重复步骤（4），然后把四口烧瓶挪入盛放冰水混合物的容器中，降温，并开始温度-时间数据的采集；
（7）分析时间-温度的曲线：根据采集到的数据确定复配石蜡的相变温度。
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