Fonksiyonelleştirilen yüksek iç fazlı emülsiyon polimer/faz değiştiren malzeme kompozitlerinin termal enerji depolama performanslarının araştırılması

Faz değişim malzemeleri (FDM'ler), fosil yakıtlara olan bağımlılığı ve artan küresel enerji talebini azaltmak için yaygın olarak araştırılmaktadır. FDM'lerinin yapı malzemelerine entegre edilmesi ile üretilen akıllı bina uygulamaları sıcaklık dalgalanmalarının önüne geçerek enerji tasarrufu sağlarlar. Bu çalışma, özellikle inşaatta artan enerji tüketimine yanıt olarak, enerji verimliliğini artırmak amacıyla yapı malzemesine entegre edilmiş FDM'lerin rolünü araştırmaktadır. Ultra gözenekli yüksek iç faz emülsiyon polimerleri (PoliHIPE) yüksek oranda FDM hapsetme kapasitesine sahiptirler. Ayrıca FDM içeren PoliHIPE iskeletler bina yapı elemanlarına termal konfor sağlaması amacıyla daha önce hiç entegre edilmemiştir. PoliHIPE iskelet, çapraz bağlayıcı madde olarak etilen glikol dimetakrilat kullanılarak glisidil metakrilat ve 2-etil heksil metakrilatın kopolimerizasyonu yoluyla oluşturulmuştur. Glisidil metakrilat bazlı PoliHIPE iskelet trietanolamin varlığında -OH fonksiyonel grupları yapısında bulunduran FDM afinitesi arttırılmış yapılara dönüştürülmüştür. FDM olarak belirlenen metil palmitat, sızıntı davranışı olmaksızın kütlece %60 oranında PoliHIPE matrisi içine hapsedilmiştir. Kompozit FDM'lerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonu FT-IR, XRD, SEM ve BET analizleri ile belirlenmiştir. DSC analizi yaklaşık 28 ºC'de 136.43 J/g kadar ısıl enerji depolayan, TG analizi yaklaşık 180 ºC'ye kadar termal olarak kararlı kompozit yapıların başarı ile sentezlendiğini doğrulamıştır. Üretilen kompozit yapılar ardışık 1000 ısıtma/soğutma periyodu sonrasında yapısal ve termal olarak kararlıdır. Hafif betona entegre edilen PoliHIPE/FDM kompozit yapılar, betonun yoğunluk, mekanik mukavemet ve ısıl iletkenlik değerlerinde bir miktar azalmaya sebep olsalar da bina yapı malzemesi olarak kullanılmaya elverişlidir. Termoregülasyon testleri, PoliHIPE/FDM kompozit yapıların binalarda sıcaklık dalgalanmalarını dengeleme yeteneğini ortaya çıkarmıştır (ortalama -12.35 °C gündüz soğutma, 1.21 °C gece ısıtma). Bu sonuçlar, üretilen yeni PoliHIPE/MP@Hafif beton yapıların binaların ısı düzenlemesi ve enerji tasarrufu için yapı malzemesi olarak etkili bir şekilde değerlendirilebileceğini göstermektedir.