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目前的固-液相变储能材料,不论是无机类还是有机类,在发生相变的过程中都会有液相产生,所以就必须对材料进行封装,这不但会增加传热介质与相变材料的热阻,降低传热效率,还会增加生产成本。而复合相变材料的实质是将固-液相变材料与其他材料通过复合而定形,使其在相变前后均能保持一定的形状(即固态),因此也可以成为固-固相变材料。这些材料对容器的要求很低,甚至可以直接使用,因此大大降低了成本。复合相变材料既克服了单一相变材料的缺点,又扩大了相变材料的应用范围。本文采用预聚法合成了以聚乙二醇(PEG)为软段,4,4ˊ-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和丙三醇的反应链段为硬段的固-固相变材料。利用红外光谱法(FT-IR),差示扫描量热法(DSC),广角X-射线衍射(WAXD),热失重(TG),偏光显微镜(POM),扫描电镜(SEM)等材料分析技术分析研究了PCM的结构特征,相变行为,储热性能,聚集态结构及热性能的影响因素,提出了此类相变材料的相变机理。研究结果表明,该种材料具有嵌段交联的聚氨酯结构。该种材料具有合适的相变温度和较大的相变焓,相变过程无液体产生,为典型的固-固相变,且相变过程完全可逆。相变实质是软段的聚乙二醇发生由结晶态向无定型态转变的过程。因此,该种材料为有市场应用前景的高分子固-固相变材料。研究表明,该材料随着降温速率增大,结晶峰温度Tp和结晶起始温度Tc向低温移动,半结晶时间t1/2逐渐减小。Ozawa法处理数据得到的动力学参数线性关系较差,而Mo Zhishen法则可以很好地描述该种相变材料的非等温结晶动力学。Ozawa动力学方程计算该体系表观活化能Ea比纯PEG的表观活化能略大,说明PEG在PCM中要克服硬段的束缚才能发生由晶态到非晶态的转变。当改变所研究材料的PEG分子量和含量可以制备一系列不同相变温度和相变焓的PCM。PCM的相变焓和相变温度均随着PEG含量的减少而急剧下降;同一PEG含量不同分子量的PCM的相变焓随分子量增大而大幅增加,当分子量大到一定值时,相变焓略微下降,相变温度的变化趋势与相变焓基本一致。硬段含量的增加使材料的热稳定性逐渐提高,但同时也严重影响了软段的结晶完整性,使软段的结晶度急剧下降。石墨的加入并不能明显提高复合PCM的热稳定,但其相变焓随着添加量的增加而减小,相变温度的改变很小。与PCM相比,石墨的加入明显提高了复合PCM的热储存和热释放速率。