为了赋予材料光热储能性质,通常使用碳纳米材料作为光热剂引入相变材料(PCM)中,使PCM获得光捕获能力,提升PCM的热管理能力。然而,光热剂的物理加入会降低体系的机械韧性和稳定性。近期,中国民用航空飞行学院民航安全工程学院讲师杨云云与四川大学高分子科学与工程学院蔡绪福教授课题组合作采用对苯醌二肟(BQDO)作为吸光组分通过简单的溶液聚合制备了一系列超韧本征光热相变储能材料,结合逐步聚合,通过调节聚乙二醇的分子量调节控制体系中BQDO的含量从而实现力学性能和光热转换效率的可调节性,因为交联体系的加入使得相变材料的热稳定性以及化学稳定性得到了大幅提升,且具有良好的耐溶剂性(图1)。并表现出良好的相变性能和热稳定性(图2)。PTPCM因BQDO的加入显示出较好的光热转换性能,PTPCM-1、PTPCM-2和PTPCM-3的光热转换效率分别达到46.8%、53.6%和56.3%(图3)。因为肟-氨酯键的存在赋予PTPCM重复利用的能力和重复加工后的性能稳定性(图4)。
这项研究工作结合了CANs的强韧性与光热效应,为光热双重刺激可愈合聚合物的结构提供了新的设计策略。该工作以“A novel intrinsic photothermal and flexible solid-solid phase change materials with super mechanical toughness and multi-recyclability”为题发表在《Applied energy》上(DOI: 10.1016/j.apenergy.2022.120564)。
图1 (a)PTPCMs的光热转换机理和储能/释放模拟;(b)在ATR模型下的PTPCMs的FTIR光谱,插入的图像为PTPCM-2样品照片;(c)PTPCMs在THF溶剂中室温下30天的耐化学性。
论文第一作者为中国民用航空飞行学院民航安全工程学院讲师杨云云,通讯作者为四川大学高分子科学与工程学院博士后孔维波。中国民用航空飞行学院为第一单位,四川大学为第二单位。该论文获得中国民用航空飞行学院科研基金(J2022-083)和国家自然科学基金(51873114)支持。
原文链接:A novel intrinsic photothermal and flexible solid-solid phase change materials with super mechanical toughness and multi-recyclability
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.120564
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