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。     

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 ℃.     

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 ℃.     

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℃.     

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。     

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.     

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。     

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。     

石蜡微胶囊的制备

针对太阳能利用以及一些蓄热场合,通过示差扫描量热法（DSC）选取了合适的石蜡,以脲醛树脂为囊壁,采用原位聚合法制备了石蜡一脲醛树脂微胶囊,拟将此微胶囊添加到上述应用场合的传热流体中,提高传热流体的热容。实验结果表明,乳化剂OP更适合于熔点60℃石蜡微胶囊的制备。     

相变调温微胶囊的制备

采用原位聚合法用三聚氰胺-甲醛树脂包覆正十八烷,制备出相变微胶囊．利用扫描电镜和差示扫描量热仪对微胶囊试样的表面形貌和热物理性能进行了研究．实验结果表明：制备的相变微胶囊表面光滑,平均粒径2．84μm,平均壁厚0．41μm．     

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。     

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％.     

石墨烯/正十八烷微胶囊的制备与及其热性能研究

以石墨烯/正十八烷为芯材,三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为壁材,苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,采用乳液聚合法制备相变微胶囊.系统研究了石墨烯对于正十八烷微胶囊性能的影响.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱分析仪(FTIR)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、Hot Disk热常数分析仪、示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对相变微胶囊的外貌形态、晶型结构和热性能进行表征和分析.结果表明,微胶囊呈圆球形且光滑,粒径约为1~30μm.当石墨烯添加量为0.1 g时,微胶囊的形貌无明显变化.当加入过量石墨烯时,微胶囊出现了明显的团聚现象.XRD测试表明,包覆于微胶囊中的石墨烯没有使微胶囊的结晶峰位置发生明显的偏移,这对于微胶囊的实际应用是有利的.微胶囊的相变热焓和包覆率随着石墨烯的加入而不断减小,但芯材的过冷现象得到了明显的改善.石墨烯对于微胶囊传热性能的提升有着显著的效果.当石墨烯的添加量为0.2 g时,微胶囊的导热系数为0.092 W·m-1·K-1,与纯微胶囊相比提高了约51%,这说明石墨烯改善了传统相变微胶囊的传热性能,提升了相变微胶囊的应用性能.     

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.     

pH值对正十八烷微胶囊合成与性能的影响

pH值对正十八烷微胶囊合成与性能的影响;微胶囊;相变材料;正十八烷     

含氯化锌的聚吡咯微胶囊的制备与性能表征

以油包水(W/O)乳液作为软模板,十二烷基苯磺酸钠(DBSNa)和对甲苯磺酸(Ts OH)作为掺杂剂,过氧化苯甲酰(BPO)作为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯微胶囊,形成以氯化锌水溶液为芯材,聚吡咯为壁材的核-壳结构的微米材料.表征结果发现,当包覆氯化锌水溶液浓度为20%(质量分数),十二烷基苯磺酸钠、对甲苯磺酸和过氧化苯甲酰含量占单体的质量分数分别为1.27%,4.12%和123.71%时,形成的聚吡咯微胶囊大小均一,粒径在50μm左右,微胶囊表面形貌饱满光滑.有望拓展水性药物和全固态离子选择电极的应用领域.     

相变物质正十四醇微胶囊的制备与表征综合化学实验

为将相变储能材料这一前沿研究领域引入到本科教学实验中,特推荐一个综合性研究实验--相变物质正十四醇微胶囊的制备与表征。首先采用原位聚合法制备以正十四醇为芯材的相变微胶囊,然后运用红外光谱仪、扫描电子显微镜和差示扫描量热法分别对微胶囊的化学结构、形貌和储热性能进行了表征。该实验的制备部分可使学生熟悉高分子化学中缩聚反应原理以及微胶囊制备中常用的原位聚合法,对产物的测试和表征有利于加深学生对红外光谱法和差示扫描量热法的理解。实验过程既锻炼了学生的动手操作能力,也培养了学生的科研创新能力。     

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.     

热敏显色微胶囊的制备与表征

热敏显色微胶囊是用于传真、条形码系统、医用图像、各种打印等领域的重要材料,它是一种内部含有染料隐色体的球形胶囊。染料隐色体是一种内酯结构的无色染料,在一定条件下,与显色剂发生显色反应。由于染料隐色体的化学惰性不够理想,易受外界因素的干扰,因而在应用中受到一定限制,所以为了克服其存在的不足,常将其微胶囊化。微胶囊的芯壁结构可以将芯材与外界隔离,提高芯材的稳定性,同时保留芯材原有的化学性质。当环境温度在微胶囊的玻璃化温度以上时,由于形成微胶囊壁的物质透过性显著增加,因此显色成分接触而发生显色反应。本文利用界面聚合法,以聚乙烯醇为保护胶体,曲拉通X-100为表面活性剂,聚氨酯为壁材,染料隐色体为芯材,合成了聚氨酯热敏显色微胶囊。研究了三个主要因素对微胶囊的粒径及其分布、表面形貌和热敏显色性能的影响。结果表明,增大保护胶体浓度,提高乳化速度,增加乳化剂用量,微胶囊的平均粒径变小,粒径分布变窄,表面变得光滑而且致密,具有较高的热敏显色密度。利用红外光谱仪确认了微胶囊的结构,在最优条件下,所制备的微胶囊玻璃化温度为131 ℃,并具有良好的热稳定性。     

硬脂酸丁酯微胶囊的制备与表征

采用原位聚合法用脲醛树脂包覆硬脂酸丁酯,制得相变储热微胶囊.利用激光粒径分布仪、扫描电镜、差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶转换红外光谱仪分别研究了微胶囊的粒径分布、表面形态、热性能和壳结构.结果表明,所得微胶囊粒径分布均匀,表面光洁,具有良好的韧性和致密性.不同的制备工艺对微胶囊粒径分布有一定的影响,其中在28 000 r/m in下乳化5 m in时,所得微胶囊的粒径分布集中在1~4μm.DSC测定结果显示硬脂酸丁酯微胶囊的最大相变焓为68 J/g.