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20.08.2018 | Energy materials | Ausgabe 24/2018

Journal of Materials Science 24/2018

Binary shape-stabilized phase change materials based on poly(ethylene glycol)/polyurethane composite with dual-phase transition

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 24/2018
Autoren:
Changzhong Chen, Jun Chen, Yifan Jia, Paul D. Topham, Linge Wang
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10853-018-2806-2) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Novel binary shape-stabilized composite phase change materials (CPCMs) have been successfully prepared using a crosslinked polyurethane (PU) copolymer with a solid–solid phase transition as the supporting framework for loading additional (‘free’) poly(ethylene glycol) (PEG). The PU copolymer was synthesized by a two-step method using 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (Hp-β-CD) as a chain extender and PEG as a soft segment. The composition, morphology, phase transition behavior and thermal properties of the prepared CPCMs have been elucidated by a wide range of techniques. Investigation of FTIR spectra and SEM images reveal that the ‘free’ PEG and the PU copolymer network within the CPCMs have good compatibility and high affinity due to the noncovalent interactions. Polarized light optical microscopy shows that the CPCMs produce smaller spherulites than pristine PEG, and homogeneous nucleation was prevalent during the crystallization process. Due to the dual-phase transition of the CPCMs (the solid–liquid phase transition of ‘free’ PEG and solid–solid phase transition of the PU matrix) occurring within the same, narrow temperature window, the CPCMs have far higher heat storage density compared with that of traditional shape-stabilized PCMs with the same ‘free’ PEG content. Importantly, thermal cycling and thermogravimetric analyses show that the CPCMs have good reusability and excellent thermal stability for potential use in thermoregulation or energy storage applications.

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Zusatzmaterial
Supplementary material 1 (DOC 1347 kb)
10853_2018_2806_MOESM1_ESM.doc
Literatur
Über diesen Artikel

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