利用光固化和溶剂交换策略规模化制备高性能PEG/CNC复合相变材料的研究被Chemical Engineering Journal录用

发布时间:2020年05月02日

相变过程中的形状稳定性是影响固液相变材料使用的重要因素。大量的研究表明使用三维多孔材料封装可赋予相变材料优异的形状稳定性和储热性能。然而目前研究者在关注相变材料高性能化同时,对制备过程的规模化和低成本化关注较少,产品的工业化应用受限。本工作提出一种低成本规模化制备三维多孔结构封装相变材料的策略。首先通过紫外光引发的硫醇-烯点击化学快速制备小分子PETMP交联的CNC水凝胶。此基础上,利用溶剂交换原理实现PEG熔体对CNC凝胶内水介质的直接替换制备PEG/CNC复合相变材料。此策略避免了常规气凝胶装载相变材料过程中的水热法、冷冻干燥及真空浸渍等对设备要求较高的步骤,具有工业化制备潜力。同时PEG/CNC复合相变材料还具有高潜热、高热稳定性、优异形状稳定性及较好的导热性能。由于CNC凝胶的纳米纤维网络被完整的保留在PEG相变材料中,其与PEG分子间的强氢键作用也导致PEG的结晶温度从40℃降低至33℃左右,有利于扩展复合相变材料在可穿戴织物中的应用潜力。

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图1.CNC凝胶的化学交联路线(a)及PEG/CNC复合相变材料的制备流程(b)。

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图2.溶剂交换过程及PEG/CNC复合相变材料内部分子间相互作用示意图。

Ling Zhou, Li-Sheng Tang, Xue-Feng Tao, Jie Yang, Ming-Bo Yang, Wei Yang*. Facile fabrication of shape-stabilized polyethylene glycol/cellulose nanocrystal phase change materials based on thiol-ene click chemistry and solvent exchange. Chemical Engineering Journal. 录用时间:April 23, 2020.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720311980