Preparation of n-nonadecane based shape-stabilized composite phase change materials containing modified kaolinite clay-doped and determination of their properties

Abstract

Faz değiştiren maddeler (FDM’ler) ısıl enerjiyi sabit sıcaklıkta faz değişim yoluyla gizli ısı olarak depolayabilen ve yüksek gizli ısı depolama kapasiteleri sayesinde birçok mühendislik alanında kullanılan fonksiyonel akıllı malzemelerdir. Bu çalışmada, ısıl enerji depolama sistemlerinde kullanılmak üzere modifiye edilmiş kaolinit kil içeren gözenekli polimerler emülsiyon şablonlama yöntemiyle sentezlenmiş ve elde edilen malzemeler n-nonadekan esaslı şekilce kararlı faz değiştiren maddelerin hazırlanması için destek malzemesi olarak kullanılmıştır. Hazırlanan kompozit malzemelerde, hiyerarşik gözenekli yapının elde edildiği, alüminyum silikat esaslı modifiye edilmiş kaolinit dolguların artmasıyla gözenek morfolojisinin düzeldiği, en yüksek ısıl kararlılık ve yüzey alanına %1 dolgu içeren gözenekli kompozitin sahip olduğu görülmüştür. Sentezlenen tüm gözenekli kompozit malzemelere tek adımda impregnasyon yöntemiyle, n-nonadekan faz değiştiren maddesi yüklenmiş ve şekilce kararlı kompozit FDM’ler üretilmiştir. Gerçekleştirilen analiz sonuçlarına göre üretilen PHPK1,00-ND kompozit FDM’nin pik erime sıcaklığı Tpik-erime=36,37ºC, ısıl enerji depolama kapasitesi ΔHerime=132,3 J/g olarak belirlenmiş ve n-nonadekan içeriği %52,5 olarak hesaplanmıştır. Destek malzemesi olarak gözenekli kompozitler kullanılarak üretilen n-nonadekan içeren şekilce kararlı tüm FDMlerin, yüksek ısıl enerji depolama kapasitesine sahip oldukları (92-142 J/g arasında değişen) ve termal enerji depolama uygulamaları için sızdırmazlık özelliği gösterdikleri tespit edilmiştir.