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聚氨酯相变储能材料的合成及结晶动力学研究
摘要
本文研究了一种聚氨酯相变储能材料的合成及结晶动力学特性。首先通过胺值法合成了聚氨酯材料，将其表征为相变材料。接着通过差示扫描量热法、X射线衍射及透射电子显微镜观察其结晶动力学特性，得出了材料的结晶温度和结晶过程的动力学特性。
研究表明，合成的聚氨酯相变储能材料具有较高的热容量和热稳定性。结晶过程中，材料通过核心形成和生长过程逐渐实现晶体的形成。结晶过程的动力学过程可以用Avrami方程进行描述，其中n值表明了材料的结晶机理。同时，通过观察X光衍射和TEM图像，发现材料的结晶行为主要受到物理因素的控制。
本文的研究结果为聚氨酯相变储能材料在能量存储领域的应用提供了一定的理论基础。
关键词：相变储能材料；聚氨酯；结晶动力学；Avrami方程；结晶机理
Abstract
Thispaperstudiesthesynthesisandcrystallizationkineticsofapolyurethanephasechangeenergystoragematerial.First,polyurethanematerialwassynthesizedbytheaminevaluemethodandcharacterizedasaphasechangematerial.Then,itscrystallizationkineticswasobservedbydifferentialscanningcalorimetry,X-raydiffraction,andtransmissionelectronmicroscopy,andthecrystallizationtemperatureanddynamiccharacteristicsofthematerialwereobtained.
Thestudyshowedthatthesynthesizedpolyurethanephasechangeenergystoragematerialhadahighheatcapacityandthermalstability.Duringthecrystallizationprocess,thematerialgraduallyformedcrystalsthroughnucleationandgrowthprocesses.ThedynamicprocessofcrystallizationcanbedescribedbytheAvramiequation,wherethenvalueindicatesthecrystallizationmechanismofthematerial.Meanwhile,theX-raydiffractionandTEMimagesshowthatthematerial'scrystallizationbehaviorwasmainlycontrolledbyphysicalfactors.
Theresultsofthisstudyprovideatheoreticalfoundationfortheapplicationofpolyurethanephasechangeenergystoragematerialsinthefieldofenergystorage.
Keywords:phasechangeenergystoragematerial,polyurethane,crystallizationkinetics,Avramiequation,crystallizationmechanism
引言
相变储能材料是一种能够存储和释放热能的材料，在太阳能、电力等领域有着广泛的应用。聚氨酯作为一种良好的高分子材料，具有稳定、耐热、强度高等优点，在相变储能材料中有着广泛的应用前景。本文通过物理化学的方法研究了聚氨酯相变储能材料的结晶动力学特性，为其在能量存储领域的应用提供了一定的理论基础。
实验方法
1.合成聚氨酯材料
1)精制聚醋酸乙烯酯(PVA)、甲基丙烯酸酯(MA)、氡酸二乙烯酯(DVB)和甘油三丙酯(TPG)。
2)以MA为的聚合引发剂，DVB为交联剂，TPG为相变调节剂，在氧气气氛下，使用聚合反应釜在70°C下反应16h。
3)用乙醇对反应产物进行洗涤，过滤得到聚氨酯材料。
2.表征聚氨酯材料
1)热重分析(TGA)：采用升温速率为10°C/min，将样品加热到800°C，观察材料的热稳定性。
2)测定热容量(Cp)：使用差示扫描量热仪(DSC)测定材料的热容量。
3)X射线衍射(XRD)：使用XRD仪观察材料的结晶特性。
4)透射电子显微镜(TEM)：使用TEM观察材料的结晶过程。
结果与讨论
1.聚氨酯材料的热稳定性和热容量
TGA结果表明，聚氨酯材料在