相变储能微胶囊壁材传热强化措施研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.07.025

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (7): 187-196.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.07.025

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相变储能微胶囊壁材传热强化措施研究进展

张强¹(), 张健², 林琳¹(), 刘静¹, 王天贺¹

^1.北华大学吉林省木质材料科学与工程重点实验室，吉林吉林 132013
^2.北华大学理学院，吉林吉林 132013

收稿日期:2022-04-11 出版日期:2022-07-26 发布日期:2022-07-20
通讯作者: 林琳（1989—），女，副教授，博士，研究方向为生物基储能材料，linlin_beihua@126.com
E-mail:zq7286980@163.com;linlin_beihua@126.com
作者简介:张强（1996—），男，硕士研究生，研究方向为相变储能，zq7286980@163.com
基金资助:
吉林省科技发展计划项目(20200403023SF);国家自然科学基金(32001260)

Research progress in heat transfer enhancement measures for wall materials of microencapsulated phase change materials

ZHANG Qiang¹(), ZHANG Jian², LIN Lin¹(), LIU Jing¹, WANG Tianhe¹

^1.Jilin Provincial Key Laboratory of Wood Materials Science and Engineering，Beihua University，Jilin 132013，China
^2.Beihua University School of Science，Jilin 132013，China

Received:2022-04-11 Online:2022-07-26 Published:2022-07-20
Contact: LIN Lin E-mail:zq7286980@163.com;linlin_beihua@126.com

摘要/Abstract

摘要：

从无机壁材（碳酸钙、二氧化钛）、无机碳材料（氧化石墨烯、碳纳米管、复合碳材料）改性、纳米材料（纳米氧化铝、纳米二氧化钛和其他纳米材料）改性等3个方面综述了相变储能微胶囊壁材增强热导率方面的研究进展，分析了各个方法的特点，为今后相变储能微胶囊导热增强的改性方向及措施提供了理论指导。

关键词: 相变储能微胶囊, 热导率, 无机壁材, 碳材料, 纳米材料

Abstract:

This paper summarized the research progress in the enhancement of the thermal conductivity of the wall materials from three aspects： the modification of inorganic wall materials （calcium carbonate， titanium dioxide）， inorganic carbon materials （graphene oxide， carbon nanotubes， composite carbon materials）， and nanomaterials （nano alumina， nano titanium dioxide and other nano materials）. The characteristics of each method were analyzed， providing a theoretical guidance for the modification direction and measures of enhancement in the thermal conductivity of microencapsulated PCMs in future.

Key words: microencapsulated phase change material, thermal conductivity, inorganic wall material, carbon material, nanomaterial

中图分类号:

TQ316.6⁺3

张强, 张健, 林琳, 刘静, 王天贺. 相变储能微胶囊壁材传热强化措施研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 187-196.

ZHANG Qiang, ZHANG Jian, LIN Lin, LIU Jing, WANG Tianhe. Research progress in heat transfer enhancement measures for wall materials of microencapsulated phase change materials[J]. China Plastics, 2022, 36(7): 187-196.

图/表 9

相变储能微胶囊			制备方法	热导率/W·（m·K）^-1	提升率/%	文献
芯材	壁材	属性	制备方法	热导率/W·（m·K）^-1	提升率/%	文献
石蜡	CaCO₃	无机	自组装法	0.846 0	671.43	［18］
石蜡	二氧化硅	无机	界面聚合法	0.701 1	62	［19］
石蜡	MF	有机	原位聚合法	0.111 6	-	［20］
石蜡	UF	有机	原位聚合法	0.223 6	-	［21］
正庚烷	PS	有机	乳液聚合法	0.170 0	-	［22］
正庚烷	CaCO₃	无机	自组装法	1.231 0	368	［23］
正十八烷	PMMA	有机	乳液法	0.192 0	-	［24］
正十八烷	二氧化硅	无机	溶胶⁃凝胶法	0.621 3	313	［25］
正二十烷	TiO₂	无机	乳液模板界面缩聚	0.724 0	350	［26］
正二十烷	二氧化硅	无机	模板法	0.902 0	493	［27］
棕榈酸	氧化铝	无机	溶胶⁃凝胶法	0.530 0	87.94	［28］
油酸⁃聚乙二醇	二氧化硅/氧化锡	无机	原位乳液界面水解和缩聚	0.705 3	282.46	［29］

表1 常见的有机壁材和无机壁材相变储能微胶囊热导率的对比

Tab.1 Comparison of thermal conductivity of common organic wall materials and inorganic wall ones for microcapsule phase change materials

图1 石蜡/CaCO3微胶囊的合成示意图

Fig.1 Schematic diagram of the synthesis of paraffin/CaCO3 microcapsules

图2 具有结晶TiO2壳的正二十烷微胶囊合成示意图

Fig.2 Schematic diagram of the synthesis of n?eicosane microcapsules with crystalline TiO2 shells

图3 SA/GO/MF微胶囊的合成示意图

Fig.3 Schematic diagram of the synthesis of SA/GO/MF microcapsules

图4 GO?CNTs热导率的增强机制

Fig.4 Thermal conductivity enhancement mechanism of GO?CNTs

图5 不同nano?Al2O3含量对石蜡微胶囊导热性能的影响

Fig.5 Effect of different amounts of nano?Al2O3 on thermal conductivity of paraffin microcapsules

图6 nano?Al2O3改性微胶囊合成过程示意图

Fig.6 Schematic diagram of the synthesis process of nano?Al2O3 modified microcapsules

图7 石蜡核和PMMA/BN/TiO2杂化壳复合微胶囊的合成示意图

Fig.7 Schematic diagram of the synthesis of paraffin core and PMMA/BN/TiO2 hybrid shell composite microcapsules

图8 嵌入nano?Si3N4的微胶囊合成示意图

Fig.8 Schematic diagram of the synthesis of microcapsules embedded with nano?Si3N4

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