油井用相变微胶囊的制备与性能

针对深水固井作业过程中水泥水化放热较大,易致使环空地层天然气水合物分解的技术难题,本文以石蜡为芯材,碳酸钡为壁材,制备了一种油井用相变微胶囊。首先,利用FT-IR、DSC、TGA与SEM对相变微胶囊的化学组成、热性能与微观形貌进行了表征。结果表明：相变微胶囊的封装效率为67.40%,具有较高的封装效率和良好的潜热储存能力。其次,对粒径分布与润湿性能进行了测试。结果表明：微胶囊颗粒平均粒径为4.946 μm,小于水泥颗粒粒径17.201 μm,可较好的镶嵌在水泥石中,并充填于水泥水化产物之间,减小对水泥石力学性能的负面影响;微胶囊与水的静态接触角为46.8°,具有良好的亲水性能,可应用于水基的水泥浆环境中。最后,将微胶囊应用于水泥浆体系,研究了水泥浆的水化温升和水化热。结果表明：与空白水泥浆相比,加入12%相变微胶囊水泥浆的最高水化温升与水化热（48 h）分别下降了14.56%和43.23%。      

石蜡相变微胶囊的制备与表征

采用复乳交联法制备了以相变石蜡为芯材、壳聚糖为壁材的新型储能相变微胶囊。 此相变微胶囊具有很高的相变焓值（可达110 J/g以上）,并且可以根据具体需要改变芯材的温度;TGA研究表明,该相变微胶囊具有很好的热稳定性,在150 ℃以下可以稳定存在;由于壳材料进行了化学交联反应,使得该相变微胶囊具有很好溶剂稳定性,可以在水、乙醇和乙醚等常见溶剂中稳定存在。     

纳米二氧化硅改性石蜡微胶囊相变储能材料的研究

以石蜡为芯材,甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物为壁材,纳米SiO2为改性剂,采用原位聚合法制备了石蜡微胶囊相变储能材料,系统研究了添加纳米SiO2对石蜡微胶囊相变材料性能的影响;采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)等对石蜡微胶囊相变材料的化学结构、表面形貌和热性能进行了表征.研究表明,纳米SiO2能够有效提高微胶囊壁材的热稳定性,当丙烯酸酯壁材中添加3％改性纳米SiO2时,微胶囊呈球形且表面光滑,尺寸250 ～ 300 nm,具有良好的储热能力,相变潜热高达134.79 J/g,分解温度比未添加改性纳米SiO2的石蜡微胶囊提高了40 K,经过1000次热循环测试,石蜡渗漏率仅2.96％.     

乳化工艺对微胶囊型硬脂酸相变材料热性质的影响

以硬脂酸为芯材, 碳酸钙为壁材, 采用原位聚合法制备了微胶囊型相变材料; 通过扫描电子显微镜、 红外光谱及差热-热重分析对其表面形貌和热性质进行了表征; 通过改变乳化剂的种类及用量, 研究了乳化工艺对微胶囊型相变材料表面形貌、 相变温度和包覆率的影响. 实验结果表明, 在选用的3种乳化剂十二烷基苯磺酸钠、 十六烷基三甲基溴化铵和曲拉通X-100中, 十二烷基苯磺酸钠相对效果最好, 乳化剂与芯材最佳质量比为0.5%, 相变温度为112.24 ℃时, 封装率达到92.1%.     

一种致密的相变储能微胶囊的制备与表征

制备了以聚脲为第一壁材、苯乙烯-二乙烯苯为第二壁材,以相变点在16℃左右的石蜡为芯材的相变储能微胶囊。采用红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析测试技术表征了制备的相变储能微胶囊的结构组成以及热性能;采用溶剂淋洗法研究了影响包覆率的因素。结果表明,相变储热微胶囊是复合相变材料,微胶囊的热稳定性好,致密性优良;通过对水油比、乳化剂及苯乙烯-二乙烯苯用量等各因素对微胶囊包覆率影响的讨论,得出在水与油质量比3.2,乳化剂相对于水的质量分数为2%时,加入苯乙烯与二乙烯苯质量比为10∶1混合液的质量分数为6.0%时,其包覆率达81.14%;制备的微胶囊能耐较高温度,在150℃以下无质量损失,且微胶囊储热能力高达80J/g。同时发现,储热能力与芯壁比有关,比值越大储热潜能越高。     

十八烷/聚(St-MMA)相变微胶囊制备及表征

采用乳液聚合的方法,分别选取聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物为壁材,正十八烷为芯材,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,制作相变储能微胶囊。用粒径分析仪、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)和示差扫描量热测试仪(DSC)对微胶囊的形貌、相变热性能和热稳定性分别进行表征。结果表明:壁材选取两者共聚物,当两种单体的比例为St∶MMA=1∶5,SDBS用量为1.5g(总质量的3%)时,微胶囊粒径大小均匀,粒子分散性好,壁材的包裹性好。微胶囊的放热峰为起始温度为27.3℃,终止温度为31.9℃,相变温度为28.9℃,相变焓为48.4J/g。TG表明长期使用温度不能超过131℃。IR分析微胶囊中含有芯材和壁材。这种十八烷/聚(St-MMA)相变微胶囊可以用于诸能材料。     

细粒径石蜡微胶囊相变材料的制备与性能

采用阳离子和非离子复配乳化剂,通过原位聚合制备以丙烯酸酯为壁材,石蜡为芯材的细粒径微胶囊相变材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)及激光粒度仪分析表征了微胶囊相变材料的化学结构、表面形貌和热性能.结果表明,乳化剂的种类和壁材单体的配比对微胶囊性能有重要的影响.当采用阳离子和非离子复配乳化剂,壁材中单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸(AA)的质量比为9∶1时,微胶囊相变材料呈球形且表面光滑紧凑,尺寸仅为0.2~0.35μm,具有良好的储热能力,相变潜热高达169 J/g;微胶囊中壁材对石蜡芯材的分解具有明显热阻滞作用,分解温度比纯石蜡提高了150℃.     

石蜡/P(MMA-co-AA)核壳结构相变蓄能微胶囊的制备

以熔点在58~60℃的半精炼石蜡作为相变芯材,与单体、分散剂水溶液形成核壳结构分散液,室温下自由基聚合制备甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸的共聚物(P(MMA-co-AA))为壳材的微胶囊.分别用相差显微镜、扫描电镜、差示扫描量热分析仪和傅里叶变换红外光谱仪测定了微胶囊的形貌、热性能和壳材化学结构.微胶囊的直径范围为1~5μm,其中相变芯材的含量可达70%左右,具有较高的相变潜热(99 J/g),有望应用于空调、供暖等领域.     

丙烯酸共聚物囊壁的正十八烷微胶囊的制备和性能表征

以二丙烯酸1,4-丁二醇酯为交联剂, 成功制备了甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物为壁材, 正十八烷为囊芯的相变材料微胶囊. 采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)分别考察了单体与芯材投料比、单体浓度和交联剂的含量对微胶囊形貌、相变热性能、热稳定性能的影响. 实验结果表明: 随着单体与芯材投料比或单体浓度的增加, 微胶囊表面均变得致密, 壁厚增加; 随着交联剂含量的增加, 微胶囊的表面变得更加致密光滑, 热稳定性显著增强; 随着单体与芯材投料比的增大, 微胶囊热焓值减小, 被包裹的囊芯含量减少.     

具有薄荷香味的相变微胶囊的制备与表征

利用界面聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯与己二胺为单体聚合形成的聚脲为外壳,以正十八烷、薄荷素油的混合物为芯材,制备了具有薄荷香味的相变微胶囊。利用光学显微镜、扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪等对微胶囊的形貌、化学结构和热性能进行了表征。结果表明:制备的微胶囊为球形,平均粒径约7.0μm,有较高的储热能力和较好的热稳定性;芯材中添加8.3%的正十四醇或高熔点石蜡,可很好地抑制相变微胶囊的过冷现象。