聚合物分散剂对石墨烯纳米片/烷烃复合相变材料稳定性和热物理性质的影响

《Journal of Applied Polymer Science》：The Effect of Polymer Dispersants on the Stability and Thermophysical Properties of Graphene Nanoplatelets/Alkane Composite Phase Change Materials

相变材料结合石墨烯纳米颗粒可提升热管理性能，聚异丁烯琥珀酰亚胺（PIBSI）分散剂能有效稳定GNPs分散状态，其中分子量较高的T161型号效果最佳，通过空间位阻作用实现非极性烷烃PCMs中的均匀分散。但过量添加PIBSI会降低材料热导率并减少总相变焓，需平衡分散效果与热性能。

　　

摘要

利用固液相变材料（PCMs）的相变热管理技术是解决热负荷在时间、空间和强度上不匹配问题的核心技术。研究表明，添加石墨烯纳米颗粒（GNPs）可以提高PCMs的传热性能。本研究探讨了聚合物分散剂（特别是聚异丁烯琥珀酰亚胺（PIBSI）对由GNPs和典型的烷烃PCM——正二十烷（n-eicosane）制成的纳米复合相变材料（NePCMs）的稳定性和热性能的影响。结果表明，PIBSI分散剂，尤其是高分子量的双聚异丁烯琥珀酰亚胺T161，对GNPs在正二十烷中的分散稳定性具有显著效果，其效果优于其他类型的分散剂。这些分散剂主要通过空间位阻作用将GNPs分散在非极性烷烃PCM中。热导率分析显示，NePCMs中分散的稳定性越高，其热导率也越高；然而，过量使用分散剂会降低NePCMs的热导率。向NePCMs中添加分散剂可能会导致总相变焓的降低，这是因为分散剂占据了NePCMs的内部空间。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。