ИСТИНА

Одним из современных инновационных способов повышения эффективности использования энергии является применение фазопереходных материалов. Наиболее распространенным кристаллизующимся фазопереходным агентом для создания фазопереходных материалов является парафин. Он является легкодоступным и недорогим веществом, химически стабильным, нетоксичным и обладающим высокой теплоаккумулирующей способностью. В качестве заготовки полимерной матрицы, позволяющей сохранять форму изделия, целесообразнее использовать низковязкие реактопласты, в частности, эпоксидные, и вводить парафин в жидком виде для достижения максимальной плотности упаковки путем создания концентрированной эмульсии. Однако возникает необходимость придания устойчивости каплям парафина в эпоксидной среде при ее отверждении, например, созданием эмульсии Пикеринга. Асфальтены и их наноагрегаты адсорбируются на границе раздела вода/масло, тем самым стабилизируя эмульсии. В связи с этим, цель работы – получение и исследование фазопереходного материала на основе эмульсии парафина в эпоксидном олигомере с использованием асфальтенов в качестве стабилизатора. Объектом исследования выступили смеси эпоксидного олигомера (DER-330, Dow Chemical, США), содержащие парафин и асфальтены. Содержание парафина в смеси олигомера, отвердителя (4,4'-диаминодифенилсульфон) и асфальтенов составляло 0, 15, 25, 35 и 45 мас.%. Во всех смесях содержание асфальтенов было в 10 раз меньше содержания парафина. Для оценки фазового состояния смесей проведен расчет фазовых диаграмм согласно теории Флори-Хаггинса. Для исследования свойств эпоксидных композиций применяли ротационную реометрию и дифференциальную сканирующую калориметрию. Смешение компонентов проводили после их предварительного нагревания до 100 °С в течение 1 мин, отверждали при 180 °С в течение 3 ч. Согласно расчетным фазовым диаграммам, пара парафин/асфальтены показывает наибольшую взаимную растворимость. Благодаря растворению асфальтены представляют собой большое количество наноразмерных агрегатов, которые стабилизируют капли парафина при их содержании до 45 мас.%. Расплавленный парафин уменьшает вязкость смесей и немного замедляет их отверждение. Отвержденные композиции способны сохранять и отдавать тепловую энергию благодаря плавлению и кристаллизации дисперсного парафина, который, однако, кристаллизуется не до конца из-за частичной растворимости в нем асфальтенов.