聚酯基相变材料的制备及其性能研究

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相变材料(PCM,Phase Change Material)是一种利用材料在相转变过程中的吸热和放热现象,进行热能储存和温度调节控制的材料。本文选择聚乙二醇作为相变组分,以熔点较低的PBT为基材采用DMT合成路线,得到具有固-固相变性能的PBT-PEG共聚酯。主要研究结果如下:PBT-PEG共聚酯相变性能对PEG的分子量有很强的依赖性,只有PEG分子量在4000以上时,PBT-PEG共聚物才能有一定的相变特性。并且投料PEG/DMT的比例不同,生成产物的相变性能也不同,最佳的PEG的比例拟定在45-55%之间。而PBT/PEG共混物则被证实不具有固-固相变性能。对PBT-PEG共聚酯的结晶性能研究表明,PBT、分子链中引入PEG后,随着PEG含量的增加,PBT链段的结晶温度上升,而PEG链段的结晶温度降低,并且共聚物的结晶度下降。经过FTIR与NMR测试,证实合成的共聚酯是以PBT链段封端的PBT-PEG嵌段共聚物,-(CH2CH2O)-聚醚链段已经进入共聚物,PBT-PEG嵌段共聚物的组成接近于投料比。对PBT-PEG共聚酯的动态流变性能研究表明随着剪切频率的增加,PBT-PEG共聚物体系的粘度均下降,表现出剪切变稀的特征。PBT-PEG共聚物体系流变性能与所用的PEG分子量有很大关系,而PEG的添加量影响较小。并且随着温度的升高,PBT-PEG共聚物体系流变各种参数如η、tanδ、G'、G″都降低。对PBT-PEG共聚酯的热降解性能研究表明,聚合产物的降解活化能降低,产物的稳定性较之纯组分PBT变差,而随着组分PEG分子量的增加,所对应的活化能逐渐增加。
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