微胶囊技术及其在相变材料中的应用

微胶囊技术因其独特的功能而得到广泛的应用。微胶囊相变材料是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新型复合相变材料。文章介绍了微胶囊技术及其功能,重点论述了微胶囊相变材料及其结构组成、制备方法、研究进展和应用领域,并对其发展前景进行了展望。     

功能高分子在相变蓄热材料中的应用研究进展

相变蓄热材料(PCM)可以通过相变吸收/释放大量热量而保持温度恒定不变,广泛应用于建筑节能、余热回收、冷链输运、太阳能-热能转换/储存和电池热管理等领域.然而,固-液PCM蓄热饱和后往往面临泄漏/形貌坍塌等稳定性问题.精细化设计/合成高吸附性功能高分子材料作为骨架包覆/封装PCM,或者将相变分子束缚在高分子骨架上获得可...     

有机相变材料的发展及在纺织领域的应用

相变材料因为其优良的热性能,被广泛应用于纺织品、航空航天、交通运输、农业、国防、建材、太阳能系统和医疗设备等领域。近年来,开发应用新型相变材料已经成为研究热点。本文首先概括介绍了相变材料发展进程,着重介绍了有机相变材料,包括它的分类、性能和应用。详细介绍了有机相变材料在纺织行业的应用,以及对调温纺织品测试手段的研究和建立的相关数学模型的建立。     

低温相变贮能材料定形技术研究进展

低温相变贮能材料广泛应用于节能和温控领域,其合成、复配及定形技术不断发展,已成为材料研究领域的热点之一。本文综述了低温相变材料的定形方法和技术,介绍了多孔基质吸附法、聚合物基复合法、微胶囊技术以及其它定形技术的国内外研究进展,重点介绍了原位聚合、界面聚合、凝聚法3种微胶囊技术。分析了各种制备方法的优缺点,并指出了制备低...     

有机/无机复合微胶囊相变材料的近红外光谱分析

通过傅里叶变换近红外(FT-NIR)光谱分析技术, 探索聚甲基丙烯酸甲酯-二氧化硅@相变材料(PMMA-SiO₂@PCM)微胶囊相变过程的光谱学特性和相变机理, 分析相变过程微胶囊的微结构变化特性. 结果显示: 微胶囊中, 石蜡的融化过程就是－CH₂对称伸缩振动逐渐增强和非对称伸缩无规则振动共存的振动变化过程. 石蜡相变过程中, 其近红外吸收峰强度的变化仅是壳层材料吸收峰强度变化幅度的一半. 同时, 近红外光谱可以用来辅助分析微胶囊的核壳结构, 实现微胶囊相变过程监测. 近红外光谱在微胶囊相变材料相变过程的应用对相变机理的研究及高效相变材料的选择具有重要的科学意义和应用价值.     

有机烷烃相变材料及其微胶囊化

本文详细阐述了近年来有机烷烃相变材料(PCMs)及其微胶囊化的研究进展和应用前景。单一组分的有机烷烃PCMs一般均具有理想的相变性质,但由于相变点固定使其应用受到限制,为了满足实际需要,通过不同组分的复配,可以实现对相变温度范围的调节。单一组分直链烷烃PCMs的价格往往很高,石蜡由于含有不同碳原子数的有机烷烃而常被用作PCMs。另一方面,由于有机烷烃PCMs发生固-液相变时,通常会伴有体积膨胀等问题而带来不便。微胶囊化可以将PCMs转化为固体粉末,并通过增加比表面积来提高传热效率,在传热、储能和控温等方面具有广泛的应用价值。本文重点介绍了PCMs微胶囊化的三种化学方法,即原位聚合、界面聚合和悬浮聚合,并与喷雾干燥、相分离和溶胶-凝胶等方法进行了比较。     

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℃.     

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%.     

相变调温微胶囊的制备及其在PVA膜中的应用

采用类核壳乳液聚合法制备了相变调温微胶囊(Micro PCMs),并与聚乙烯醇(PVA)水溶液共混,制备了具有相变调温功能的PVA膜,对微胶囊及PVA复合膜的表面形貌、化学结构、耐热性能及相变调温等性能进行了研究,同时对PVA膜的断裂强度和拉伸强度进行了表征.结果表明,相变调温PVA膜的相变焓随MicroPCMs用量的增加而增大,当MicroPCMs与PVA的质量比为1∶1时,相变调温PVA膜的熔融焓与结晶焓分别为43.9和-44.8J/g,具有较好的相变调温功能.     

界面聚合法制备正二十烷微胶囊化相变储热材料

用界面聚合的方法,以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和己二胺(HDA)为反应单体,非离子表面活性剂聚乙二醇壬基苯基醚(OP)为乳化剂,合成了正二十烷为相变材料的聚脲包覆微胶囊. 结果表明,二异氰酸酯和己二胺按质量比为1.5∶ 0.8进行反应. 空心微胶囊的直径约为0.2 μm,含正二十烷微胶囊直径为2~6 μm. 红外光谱分析证明, 囊壁聚脲是由TDI及HDA 2种单体形成. 正二十烷包裹效率为65%~80%. 微胶囊的熔点接近囊芯正二十烷的熔点,而其储热量在壁材固定时随囊芯的量而变. 热重分析结果表明,囊芯正二十烷、含正二十烷的微胶囊以及壁材聚脲,能够耐受的温度分别约为130、165及250 ℃.     

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％.     

界面聚合法制备正二十烷微胶囊化相变储热材料

采用界面聚合的方法, 以甲苯鄄2,4-二异氰酸酯(TDI)和乙二胺(EDA)为反应单体, 非离子表面活性剂聚乙二醇壬基苯基醚(OP)为乳化剂, 合成了正二十烷为相变材料的聚脲包覆微胶囊. 结果表明, 二异氰酸酯和乙二胺按质量比1.9:1 进行反应. 以透射电镜和激光粒度分析仪分析微胶囊, 测得空心微胶囊直径约为0.2 μm, 含正二十烷微胶囊约为2-6 μm. 红外光谱分析证明, 壁材料聚脲是由TDI 及EDA 两种单体形成的. 正二十烷的包裹效率约为75%. 微胶囊的熔点接近囊芯二十烷的熔点, 而其储热量在壁材固定时随囊芯的量而变. 热重分析表明, 囊芯正二十烷、含正二十烷的微胶囊以及壁材料聚脲, 能够耐受的温度分别约为130 ℃、170 ℃及270 ℃.     

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。     

正十六烷聚脲微胶囊化相变材料

用界面聚合法，合成了直径大约2.5 μm可用于热能储存含相变材料的聚脲包覆微胶囊.在含乳化剂的水溶液中，将溶有芯材正十六烷的有机相乳化成微米级油性液滴，随后加入的水溶性单体二胺与甲苯2,4-二异氰酸酯在胶束界面相互反应形成囊壁.分别用乙烯二胺，1,6-己二胺和它们的混合物作为水溶性单体进行了研究.并用红外光谱和热分析分别考察了不同胺类对微胶囊化学结构和热性质的影响.红外谱图显示合成了聚脲微胶囊，热重曲线表明含正十六烷的聚脲微胶囊能够耐受大约300 ℃高温，差示扫描量热测试表明所有样品均具有合适的相转变热，冷热循环实验揭示微胶囊能够维持储热容量不衰减.研究表明微胶囊化的正十六烷作为相变储热材料具有良好的应用前景.     

水性聚氨酯相变储能材料的相变机理

以聚乙二醇(PEG)为软段、六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇-二羟甲基丙酸(HDI-BDO-DMPA)为硬段,制备了一系列水性聚氨酯相变储能材料(WPUPCM)。在相变过程中,由于软段PEG由聚合前的固-液相变转化为聚合后的固-固相变,因此,所制备的WPUPCM表现出固-固相变特性。为了研究其固态相变行为的本质和形成机理,揭示该类聚合物的能量贮存和转换机理,应用偏光显微镜、扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪分析研究了PEG、WPUPCM在相变过程中的晶体结构变化特征,讨论了WPUPCM固-固相转变的机理。     

相变储能材料的研究进展

综述了相变材料的研究进展状况 ,介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的性能、储能机理和优缺点 ,并介绍了一些新型的相变材料 ,指出了该领域中有待解决的问题 ,展望了未来相变材料的发展前景。     

常低温相变储热材料的研究和应用

将常低温相变储热材料分类,介绍了常低温相变储热材料的种类及各自特点,对固-液相变、固-固相变储热材料的性能、优缺点和应用进行了讨论,讲述了目前人们针对常低温相变储热材料的缺陷采取的解决方法。     

单分散聚合物微球稳定Pickering乳液法制备大粒径微胶囊相变材料

采用二步加料的分散聚合法制备单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球,并使其水解,得到水包油(O/W)型Pickering乳液稳定剂.在Pickering乳液聚合过程中,利用相分离机制,形成了聚苯乙烯(PSt)和PGMA复合为整体囊壳的微胶囊相变材料.微胶囊平均粒径达76μm,囊芯含量高达83%,相变焓达到174 J/g,具有很高的储热容量.     

相变蓄热材料研究进展

相变蓄热材料(恒温潜热热能储存材料)是目前最热门的功能材料之一。它在发生相变时储存、放出的热量能够帮助所在系统进行能量的储存,同时可以一定程度上缓解双方在时间、强度及地点上的不匹配程度。相变蓄热材料优点突出,其中包括在使用过程中自身温度变化较小、有很好的稳定性、储热能力较强等。此类材料对环境友好,响应了国家近年来节能环保的政策,同时也可以极大地优化所在系统的运行效率。本文综述了近年来几类相变蓄热材料的种类、特点及国内外学者应对于不同缺陷做出的改进及其应用于行业的研究现状,并对未来的发展进行了探讨与展望。     

固相反应法制备微/纳米复合相变储能材料及其测试表征

采用低热固相化学反应法制备了表面包覆SiO2的不同硬脂酸含量的复合相变储能微纳米材料.XRD分析表明所制备的相变材料均呈晶相结构,红外图谱显示复合材料包覆层SiO2与相变主体材料硬脂酸C18H36O2(SA)存在键合作用,扫描电镜图片说明所合成复合材料呈较均匀颗粒状,而差热分析则表明所制得复合相变材料的相变温度分别为66.4、64.9 ℃,相变焓分别为148.97、111.54 J/g,具有良好的蓄热能力,可用于太阳能利用等方面的储能蓄热.