Sorting by

×
خانه علمی پژوهشیمقالات کامپوزیت PCM سیلیکون-اکتادکان شکل پایدار بسیار انعطاف‌پذیر برای کسب گرما

کامپوزیت PCM سیلیکون-اکتادکان شکل پایدار بسیار انعطاف‌پذیر برای کسب گرما

توسط منیره جوادی
0 نظرات

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

مواد تغییر فاز دهنده (PCM) به دلیل گرمای نهان بالا و قابلیت بازیافت مواد کارآمدی برای مدیریت حرارتی و ذخیره انرژی هستند. استراتژی‌های زیادی برای تشکیل PCM­های شکل پایدار از طریق انتقال فاز آن­ها به کار گرفته شده­‌اند. با این حال این مواد تقریباً همیشه سفت و سخت هستند. در اینجا کامپوزیت جدید  PCMشکل پایدار انعطاف­‌پذیر با اختلاط فیزیکی و پخت در دمای پایین با موفقیت تهیه شد. آن­ها از نظر روش­‌های مختلف از جمله پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف­‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، آزمایش مکانیکی و نشتی و غیره به خوبی شناسایی شدند. آزمایش نشتی نشان داد که کامپوزیت با بارگذاری 50 درصد اکتادکان که از نظر شکل پایدار است تنها 2/44 درصد نشتی دارد. از نتایج کالریمتری اسکن تفاضلی (DSC) دریافت شد که کامپوزیت اکتادکان/سیلیکون (Oct/Si) دارای گرمای نهان 103/8 ژول بر گرم است و تغییر در دمای انتقال فاز نیز از نقطه ذوب اکتادکان 30/3 درجه سانتی­‌گراد به دمای بین 34/4 و 37/8 درجه سانتی­‌گراد مشاهده شد که احتمالاً به دلیل عایق حرارتی یا میکروکپسوله­‌سازی توسط ماتریس سیلیکون است. داده­‌های آنالیز حرارتی (TGA) از پایداری حرارتی خوب آن در این محدوده دما پشتیبانی می­‌نماید و آزمایش مکانیکی کامپوزیت­‌ها انعطاف­‌پذیری و دوام آن­ها را بیشتر تایید می­‌نماید و همانطور که توسط مدول یانگ در 388/92 کیلو پاسکال و ازدیاد طول در 341/42٪ مشهود است، کامپوزیت­‌های Oct/Si را برای کاربرد در زمینه­‌های تنظیم دما، سرمایش، کسب انرژی و دستگاه‌­های پوشیدنی مفید نشان می‌­دهد.

نتیجه­‌گیری

PCMها به طور گسترده­‌ای برای کاربرد­های مدیریت حرارتی استفاده می‌­شوند. با این حال، مسئله نشت در طول تغییر فاز و صلبیت ساختاری آن مانع از کاربرد گسترده آن در صنعت شده است. در این مقاله، کامپوزیت PCM شکل پایدار انعطاف‌پذیر جدید با استفاده از سیلیکون برای کپسوله­‌سازی اکتادکان با موفقیت تهیه شد. آزمایش‌های نشتی حداقل نشت را برای نمونه‌های با بارگذاری 50 درصد اکتادکان (Oct-Si) در 2/44 درصد نشان داد و کامپوزیت‌ها در نهایت حدود 48-46 درصد از PCM را حفظ نمودند. نتایج DSC نشان دهنده تغییر در پیک ذوب اکتادکان از  30/3 درجه سانتی­گراد به دمای بین 34/4 و 37/8 درجه سانتی­گراد است که به دلیل عایق حرارتی یا میکروکپسوله­‌سازی توسط ماتریس سیلیکونی امکان پذیر است. داده‌های TGA پایداری حرارتی خوب آن را در این محدوده دمایی بیشتر تأیید نمود. از آن­جایی که بارگذاری اکتادکان در نهایت در حدود 48-46 درصد تثبیت می‌شود یک بارگذاری اولیه 50 درصد اکتادکان برای آماده‌سازی PCM شکل پایدار کافی است و گرمای نهان زیاد 103/8 ژول بر گرم می‌دهد. نتایج آزمایش مکانیکی نشان داد که کامپوزیت با بارگذاری 50%، با مدول یانگ 388/92 کیلو پاسکال و ازدیاد طول 341/42% انعطاف‌پذیر و بادوام بود. با این وجود، استحکام کششی و چقرمگی در 386/89 کیلو پاسکال و 776/47 کیلوژول بر متر مکعب کاهش یافت، اما همچنان برای کاربردهایی که به انعطاف پذیری متوسط نیاز دارند قابل قبول است. کامپوزیت 50 Oct/Si نیز بیشتر در یک پد جذب حرارت برای کاربرد ذخیره انرژی ساخته شد و توانایی جذب گرمای اتلاف از لوله‌های دایره‌ای را نشان داد. در نتیجه، PCM شکل پایدار مبتنی بر اکتادکان/سیلیکون با موفقیت تهیه شد و بارگذاری 50 درصد اکتادکان در ماتریس سیلیکونی آن نشتی کم، پایداری شکل خوب، گرمای نهان قابل قبول، پایداری حرارتی خوب، انعطاف‌پذیری و دوام را برای طیف وسیعی از کاربردها که نیاز به انطباق با بی­نظمی‌­ها دارند را فراهم می‌نماید. این امر مسیر جدیدی را برای PCMهای انعطاف­‌پذیر شکل پایدار با پتانسیل بالا برای مدیریت حرارتی و انرژی باز می‌­نماید. در کارهای آینده خود، به دنبال ادغام این کامپوزیت PCM انعطاف‌پذیر شکل پایدار با مدول­‌های TE، لوازم الکترونیکی، دستگاه‌های پوشیدنی و تنظیم‌کننده‌های دمای بدن برای کسب و مدیریت موثر انرژی خواهیم بود.

دانلود فایل : کامپوزیت PCM سیلیکون-اکتادکان شکل پایدار بسیار انعطاف­پذیر برای کسب گرما

 

Reference:

Soo, Xiang Yun Debbie, et al. "A highly flexible form-stable silicone-octadecane PCM composite for heat harvesting." Materials Today Advances 14 (2022): 100227.‏

https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2022.100227

ترجمه و ویرایش: دانیال ابراهیم زاده

 

 

مطالب مشابه

پیام بگذارید

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

نگاهی کوتاه

مرجع اطلاعات تخصصی پلیمر حاوی محتوی فنی،اقتصادی،علمی و تولیدی در بازار ایران به منظور گسترش تعاملات تجاری B2B و B2C فعالین و متقاضیان در عرصه داخلی و بین المللی

خبرنامه

آخرین اخبار

تمامی حقوق مطالب برای “پلیم پارت “محفوظ است و هرگونه کپی برداری بدون ذکر منبع ممنوع میباشد.

ضبط پیام صوتی

زمان هر پیام صوتی 5 دقیقه است