巴尔沙木粉_聚乙二醇复合相变储热材料的制备与应用.pdf

摘要 摘要 木材干燥是木制品生产过程中耗能最大的环节，而木材干燥室壳体热损失高达干 燥总能耗的20%-30% ，为解决木材干燥室壳体热损失，提高热能的利用率。本研究 提出了一种通过利用复合相变储热来降低木材干燥室壳体热损失的新思路。选取聚乙 二醇为相变储热材料，聚乙二醇具有储能密度高、导热系数小、来源广泛等优点，但 相变过程中容易发生渗漏，本文选取（改性）巴尔沙木粉作为聚乙二醇的封装基体， 采用常温浸渍、真空蒸发的方法制备（改性）巴尔沙木粉/聚乙二醇复合相变储热保 温材料，分析巴尔沙木粉改性处理前后对于复合相变储热材料性能影响；对复合相变 储热材料的应用进行理论计算，为复合材料的实际应用提供理论依据。主要结论如下： （1） 巴尔沙木粉对聚乙二醇的封装能力较差，复合相变储热材料中聚乙二醇的质量 分数仅为59.72%，复合相变储热材料的封装效果良好，热循环稳定性高，熔 融与凝固的相变温度分别为53.55℃、39.4℃，熔融潜热与凝固潜热分别为112.6 kJ/kg 、95.60kJ/kg，导热系数为0.2770 W /(mK) 。 （2 ） 巴尔沙木粉经脱木素改性处理后，木质素被完全脱除，改善了巴尔沙木粉的孔 径分布与比表面积，暴露巴尔沙木粉中纤维素的部分活性羟基，使得改性巴尔 沙木粉/聚乙二醇复合相变储热材料中聚乙二醇的负载率提高到75.12%，熔融 与凝固的相变温度分别为53.34℃、41.15 ℃，熔融潜热与凝固潜热分别为 137.8kJ/kg、124.9kJ/kg，导热系数0.2788 W /(mK) 。 （3 ） 通过理论计算在不同结构干燥室，针阔叶材干燥过程中的壳体热损耗得出，制 备的复合相变储热材料的应用可以大幅提高干燥室的保温性能，水曲柳、红皮 云杉通过加装复合相变储热材料的干燥室进行干燥，可以在普通干燥室的基础 上分别减少24.24% 、31.7%的壳体热能损耗，保温效果显著，对木材的节能干 燥有比较高的参考价值。 关键词：巴尔沙木粉、聚乙二醇、复合相变储热材料、木材节能干燥 I 目录 目录 第1 章 绪论 1 1.1 相变储热材料概述 1 1.1.2 相变储热材料分类2 1.1.3 相变储热材料的选取原则7 1.2 复合相变储热材料的制备研究7 1.2.1 多孔材料吸附法7 1.2.2 微胶囊法 8 1.3 相变储热材料应用研究9 1.3.1 相变储热材料在余热回收领域中的应用9 1.3.2 相变储热材料在建筑节能领域中的应用 10 1.3.3 相变储热材料在木材干燥领域中的应用 10 1.4 研究目的与意义以及研究内容 11 1.4.1 研究目的及意义 11 1.4.2 主要研究内容 11 1.4.3 技术路线图 12 第2 章 巴尔沙木粉/聚乙二醇复合相变储热材料的制备及性能分析 13 2.1 试验材料 13 2.2 仪器设备 14 2.3 试验方法 14 2.4 巴尔沙木粉/聚乙二醇复合相变储热材料的性能表征 15 2.4.1 微观形貌测试 15 2.4.2 傅里叶变换红外光谱测试 15 2.4.3 复合相变储热材料的热力学性能测试 16 2.4.4 复合相变储热材料的热稳定性测试 16 2.4.5 复合相变储热材料热循环稳定性能测试 16 2.4.6 复合相变储热材料导热系数的测量 16 2.5 结果与讨论 16 2.5.1 渗漏试验 16 2.5.2 复合相变储热材料的形貌特点分析 1