[发明专利]一种相变储能材料聚丁二醇胺醛缩合交联共聚物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于一种可以用作储能保温相变材料的聚丁二醇胺醛缩合交联共聚物的合成方法，特别涉及醇醛缩合反应与氨醛缩合反应的共缩聚反应、及以聚丁二醇为相变功能材料的交联共聚物的合成方法。

背景技术

相变材料在储能保温方面的应用越来越受到更多的人重视和应用。有机高分子类储能相变材料具有相变焓高、相变温度接近常温、来源丰富、无毒无污染、无相分离、过冷度小等优点，能够满足太阳能利用、工业余热回收等实际应用场所的储热及保温。但是，这类材料发生相变时容易出现液体状态，具有流动性，给实际应用带来诸多不便。常采用真空浸渍法、溶液浇铸法、插层法等物理手段制备出定形相变材料(Karaman S，Karaipekli A，Sari A，et al.Polyethylene glycol(PEG)/diatomite composite as a novel form-stable phase change material for thermal energy storage.Solar Energy Materials and Solar Cells.2011，95(7)：1647-1653.)；这类定形相变材料以高分子类聚合物作相变功能材料，多孔性无机颗粒材料或者其他种类高分子材料作为支撑载体；工作时，相变功能材料依然发生固液相变，但是由于氢键、范德华力、毛细管力等形式的作用，这类定形相变材料在宏观上表现为固固相变材料，没有液体物质流出，成为一类“假性”固固相变材料。不过这种定形相变材料一般寿命较短，长期应用会发生功能材料的泄漏。为克服上述定形相变材料“假性”固固相变缺点，采用化学方法，通过化学反应将高分子类相变材料的分子链端固定在其他化合物分子结构上，形成梳状(Ahmet Sari，Cemil Alkan，Alper Bicer，Ali Karaipekli.Synthesis and thermal energy storage characteristics of polystyrene-graff-palmitic acid copolymers as solid-solid phase change materials.Solar Energy Materials&Solar Cells95(2011)3195-3201.)或者嵌段状(Xiang Hengxue，Wang Shichao，Wang Renlin，Zhou Zhe，Peng Cheng，Zhu Meifang.Synthesis and characterization of an environmentally friendly PHBV/PEG copolymer network as a phase change material.Science China Chemistry，2013，56(6)：716-723.)高分子化合物，使其失去自由流动性，变成真正意义上的固固相变材料。这种方法要求高分子相变材料分子链端具备活性官能团，容易和作为支架材料的分子上的官能团发生化学反应，形成新的化学键。从目前已查阅的文献来看，采用化学法制备固固相变材料，常存在以下缺点：(1)相变焓大幅降低，或者(2)反应步骤复杂、难以工业化。

聚乙二醇是一类不易燃烧、无毒、无污染的高分子聚合物，相变焓值高，基本没有过冷现象及相分离问题，比起无机水合盐及石蜡等，平均分子量在800～20000范围内的聚乙二醇是较为理想的相变储能材料。但是聚乙二醇熔点较低，受热易熔化成液体，使用起来不方便。目前，一种应用聚乙二醇的方式是通过物理吸附的方法，使得聚乙二醇被珍珠岩、硅藻土、膨胀石墨等有孔物质吸附、形成复合相变材料；另一种方式是采用化学接枝方法(Jiang Y，DingE，Li G，Study on ttransition characteristics of PEG-CAD solid-solid phase change materials[J].Polymer.2002，43：117-122.)，使聚乙二醇分子链端的羟基与作为支架的高分子链上的官能团反应，形成一种新的共聚物作为固-固定形相变材料。前一种方式因为吸附聚乙二醇的量有限且容易泄漏，储能少，调温不显著；后一种方式的生产过程繁复，且新形成的化学键影响聚乙二醇的结晶，降低其结晶焓值。

又由于聚乙二醇极易溶于水，还可溶于苯、甲苯、二氯甲烷、乙醇等常见有机溶剂，很难采用通常的方法对其微胶囊化，使得对聚乙二醇的应用开发受到很大限制。