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相变材料(PCMs)由于具有高的储能密度和接近等温储热等优点,在太阳能储存、节能建筑、智能织物等领域具有重要的应用。常用的固-液型相变材料(SLPCMs)在相变过程中存在熔融渗漏以及导热系数低等问题,通过物理或化学的方法将其转化为定形相变材料(FSPCMs)是一种有效的解决途径,在近年来受到越来越多的关注。然而,一方面PCMs定形过程会使相变焓发生不同程度的下降;另一方面,还缺乏廉价、便捷的显著提升FSPCMs导热系数的方法。当前,如何获得兼具高相变焓和高导热系数的FSPCMs是本领域面临的重要挑战。本论文通过将化学交联、协同结晶以及泡沫金属导热网络相结合,成功制备了兼具高相变焓和高导热系数的聚乙二醇(PEG)基FSPCMs。具体包含以下三个部分研究工作:(1)通过PEG与丙烯酰氯的酯化反应,制备了一系列具有不同分子量和官能度的丙烯酰氧基封端PEG,其可以发生自由基聚合,用于具有化学交联结构的FSPCMs的制备。考察了端基改性对PEG相变特性的影响,发现其可以显著降低双端羟基PEG的过冷度,但对单端羟基PEG(聚乙二醇单甲醚,mPEG)则没有作用。进一步的研究发现,使用乙酰氯、二氯亚砜将PEG和mPEG末端羟基转化为乙酰氧和-Cl基,其对过冷度的影响与丙烯酰氧基相似。其机理可能是PEG端基的改变影响了其分子间的氢键网络作用。(2)基于不同分子量和官能度的可自由基聚合PEG单体,制备了具有不同化学交联网络结构的PEG基FSPCMs。通过PEG双丙烯酸酯(PEGA)均聚反应,制备了 PEG结构单元位于主链的化学交联PEG基FSPCMs。通过PEG单甲醚丙烯酸酯(mPEGA)和二乙烯基苯(DVB)的共聚反应,制备了 PEG结构单元位于侧链的FSPCMs。并通过改变PEGA和mPEGA的分子量获得了不同交联密度的FSPCMs。由于交联结构的限制作用,相对于原始PEG,PEG基FSPCMs的相变特性和结晶特性均发生了变化,但主链型的FSPCMs受到的影响要大于侧链型的FSPCMs。随着交联密度的降低,FSPCMs的相变焓损失率降低。当主链型FSPCMs的交联度为33 mol/m3时,其熔融焓(△Hm)为115.5 J/g,与原始PEG相比下降了 28.26%。在力学性能方面,主链型FSPCMs具有优异的拉伸性能,而侧链型FSPCMs的力学性能很弱。随交联密度的降低,主链型PEG基FSPCMs的拉伸强度呈先增大后下降的趋势,而其断裂伸长率则单调增大。当交联度为95 mol/m3时,FSPCMs的拉伸强度达到最佳(18.10 MPa),断裂伸长率为672%。(3)通过将化学交联、协同结晶以及泡沫金属导热网络相结合,制备了兼具高相变焓和高导热系数的PEG基FSPCMs。选用P(PEG4000A)作为交联网络骨架,额外引入未改性的端羟基PEG,利用协同结晶的作用提高了 PEG基FSPCMs的相变焓。考察了 P(PEG4000A)交联网络所能容纳额外PEG的最大量,以及不同含量端羟基PEG对FSPCMs相变特性和结晶特性的影响。另一方面使用具有高导热性能的泡沫铜与上述FSPCMs复合,制备了兼具高相变焓和高导热性能的泡沫铜复合PEG基FSPCMs。研究了不同孔隙率泡沫铜对FSPCMs导热性能的影响,发现随泡沫铜孔隙率减小,FSPCMs的导热系数增大。当泡沫铜的孔隙率为93.58%时,FSPCMs的导热系数达到3.96 W/m-K,相对于原始PEG(0.29W/n·K)提高了 13.7倍,并且具有很高的相变焓(△Hm=154.5 J/g)。