聚脲/聚氨酯双层微胶囊相变材料的制备及应用

以相变材料硬脂酸丁酯为芯材,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二乙烯三胺(DETA)和聚丙二醇(PPG)为反应性单体,采用界面聚合法制备了聚脲/聚氨酯双层壳体相变储热微胶囊,将微胶囊通过浸轧方式整理到棉织物上;表征了微胶囊的化学结构、热稳定性和储热性能,探讨了微胶囊整理剂用量和粘合剂用量对织物增重率和耐洗性的影响,以及整理前后织物的表面形貌和调温性能。结果表明:微胶囊壳体为聚脲/聚氨酯结构,可耐200℃以上高温,熔融温度为22.63℃,结晶温度为14.92℃,相变热焓为70 J/g以上,微胶囊具有良好的热稳定性,储热明显;微胶囊整理剂用量越高,织物增重率越高,粘合剂用量越高,织物耐洗性越好,适宜的微胶囊整理剂用量为150 g/L、粘合剂用量为40 g/L;经整理后的织物在微胶囊材料的相变温度附近具有良好的温度调控功能。     

聚氨酯微胶囊相变材料的制备及性能

以硬脂酸丁酯为芯材,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和三乙醇胺(TEA)为反应单体制备壁材,采用界面聚合法制备具有储热能力的聚氨酯微胶囊相变材料,并对所制微胶囊的表面形貌、红外结构、热稳定性、相变性能和致密性进行表征分析。结果表明,所制微胶囊呈球形结构均匀分布,熔融温度(ΔT_m)和熔融热焓(ΔH_m)分别为20. 60℃和84. 09 J/g,储热性能优异。热稳定性和致密性分析表明,当TEA质量为4. 5 g、芯材完全失重时,微胶囊的质量保留率最高为52. 6%,120℃持续烘干6 h,质量损失率最低仅为21. 8%,表明所制备的微胶囊具有良好的热稳定性和致密性。     

界面聚合法聚氨酯微胶囊相变材料性能研究

本文以硬脂丁酸酯为芯材,苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,单体甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多醚聚元醇(分子量为500和1 000)为反应性单体,采用界面聚合制备微聚氨酯壳体微胶囊相变材料。通过光学显微镜、称重法对所制备微胶囊的表面形貌、热稳定性和化学结构作了表征和分析。将相变材料微胶囊通过浸轧法整理于织物的表面,实现纺织品蓄热调温功能。通过光学显微镜、热温度计法对所制备微胶囊的表面形貌、整理织物效果进行测试。实验结果表明:TDI和多醚聚元醇(分子量为500)为单体制备的微胶囊的稳定性、整理到织物上的效果明显较好;同一反应单体在不同温度下制备的微胶囊效果也有巨大的差异,太高的温度和过低的温度所制备的微胶囊的效果都不好。     

相变微胶囊的制备及其在调温织物中的应用

以无机SiO2为壁材、正十八烷为芯材制备相变微胶囊(MEPCM),利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、粒径分析、差示扫描量热仪和热重分析仪对其结构形貌与性能进行表征。结果表明,制备的正十八烷相变微胶囊具有良好的球形外观,平均粒径为538. 2 nm;该微胶囊熔融温度和熔融热焓分别为27. 75℃和125. 1 kJ/kg,具有较高的热稳定性;采用浸轧法将MEPCM整理到纯棉织物上得到相变调温织物,并考察了浸轧整理液中微胶囊的添加量对织物性能的影响。经过增重率和DSC测试得出MEPCM最佳质量分数为20%,制备出的相变调温织物的熔融温度和熔融热焓分别为26. 50℃和15. 60 kJ/kg,具有良好的耐水洗性和透气性。     

石蜡微胶囊型相变储能材料制备及表征

采用原位聚合法以30#石蜡为芯材、密胺树脂（MF）为囊材,制备了具有相变储热功能的微胶囊,并将所制得微胶囊添加到石膏板中。采用SEM、FTIR、DSC和TG等手段对微胶囊外观形貌、化学结构和热性能进行了表征,并测试了石膏板储能性能。结果表明：制得微胶囊中石蜡平均含量约为50.4%,相变温度和相变潜热分别为30℃、108.7 J/g;微胶囊表面光滑有突起,粒径在10～20μm;具有较好的外观结构和良好的热稳定性,能增强石膏板的保温性能。     

基于聚多巴胺包覆的光热相变微胶囊的制备及性能

以正十八烷(n-OD)为芯材,二氧化硅(SiO2)和聚多巴胺(PDA)为复合壁材,采用界面水解缩合法成功制备光热相变微胶囊n-OD@SiO2/PDA.采用FESEM、FETEM、FTIR、DSC、TG、UV-Vis-NIR和模拟光源等对所制备了微胶囊的表面形貌、化学结构、热性能、光吸收性能和光热转换性能进行了分析和表征.在探究了不同芯材与硅源〔正硅酸四乙酯(TEOS)〕质量比对相变微胶囊储热性能影响的基础上,确定了以m(n-OD):m(TEOS)=2:1制备光热相变微胶囊.结果表明,所制备的光热相变微胶囊具有规整的表面形貌和明显的核壳结构,具有良好的耐热性能,复合壁材可以有效保护芯材.与相变微胶囊n-OD@SiO2相比,光热相变微胶囊仍具备良好的储热性能,其熔融热焓值为151.2 J/g,展现出较好的光热转换性能,其光热转换与存储效率为91.8％.     

界面聚合网状壳体聚氨酯相变微胶囊的制备与性能

采用界面聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与三官能度的三乙醇胺(TEA)为反应单体,制备了具有高致密性网状交联结构的相变微胶囊。考察了不同芯/壁质量比对微胶囊表面形貌和粒径分布的影响,以及TEA用量对微胶囊表面形貌、化学结构、热稳定性和致密性的影响。结果表明,所制备微胶囊呈球形分布,表面完整致密,当芯/壁质量比≥2.73∶1.00时,微胶囊表面凹陷消失。当芯/壁质量比为2.73∶1.00,TEA用量为3.5 g时,所制备微胶囊壳体致密无破损,具有优良的热稳定性和致密性,可耐200℃以上高温,经120℃烘干6 h后,微胶囊的质量损失率为5.52%。微胶囊的熔融温度(T_m)和熔融热焓(△H_m)分别为22.5℃和86.37J/g,储热性能较好。     

一种蜜胺树脂为壁材的相变储热微胶囊致密性研究

采用原位聚合法用蜜胺树脂包覆了一种相变点为24℃,相变热为225 5J/g的有机复合相变材料,并对所制备的相变储热微胶囊的致密性进行了研究。利用扫描电子显微镜对微胶囊的表面形态进行了观察;用722型分光光度计对不同工艺条件下所得微胶囊在密度为0.79g/mL乙醇中的渗透性进行了研究;采用压力法观察微胶囊在受压后的表面形貌,对其强度进行了评价。结果表明:相变储热微胶囊呈均匀的球形,表面光滑且致密,平均粒径110μm;由于蜜胺树脂有大的交联密度,微胶囊在乙醇中渗透缓慢,证明芯材包覆效果好,同时发现双层壁材微胶囊的致密性优于单层壁材的微胶囊;平均粒径为10μm的优于平均粒径为1μm的;随着壁材用量的增大,渗透性减弱,但为了保证相变储热微胶囊的储热效果,芯材与壁材质量比以3为好。所制备的微胶囊可以承受1 96×105Pa的压力而不破损。     

基于聚多巴胺包覆的光热相变纳胶囊的制备及性能

以正十八烷（n-OD）为芯材，二氧化硅（SiO2）和聚多巴胺（PDA）为复合壁材，采用界面水解缩合法成功制备光热相变微胶囊n-OD@SiO2/PDA。采用FESEM、FETEM、FTIR、DSC、TG、UV-Vis-NIR和模拟光源等对所制备微胶囊的表面形貌、化学结构、热性能、光吸收性能和光热转换性能进行了分析和表征。在探究了不同芯材与硅源（正硅酸四乙酯）质量比对相变微胶囊储热性能影响的基础上，确定了以m(n-OD):m(TEOS)为2:1制备光热相变微胶囊。实验结果表明，所制备的光热相变微胶囊具有规整的表面形貌和明显的核壳结构，具有良好的耐热性能，复合壁材可以有效保护芯材。与相变微胶囊n-OD@SiO2相比，光热相变微胶囊仍具备良好的储热性能，其熔融热焓值为151.2 J/g，展现出较好的光热转换性能，其光热转换与存储效率为91.8%。     

织物石蜡系蓄热调温整理剂纳米微胶囊的研制

利用微胶囊技术将相变材料纳米微胶隶化。以石蜡系相变材料为芯材，以苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸等单体的共聚物为壳材包裹石蜡，制备不同相变温度的纳米相变微胶囊。采用对织物进行交联、整理工艺制备蓄热调温智能织物。研制的纳米微胶囊包裹形态完整，平均粒径约为150nm，壳层厚度为15nm，核壳体积比约为1：1；峰值相变温度为18-40℃，相变焓为57-60J／g。经纳米相变微胶囊整理的织物升温或降温速率明显减缓，具有智能调温功能。     

相变储能致密微胶囊的制备

分别采用界面聚合法、自由基聚合法首次制备了以聚脲为第一层壁材,以苯乙烯-二乙烯苯共聚物为第二层壁材,相变点16℃的石蜡为芯材的相变储热致密微胶囊.采用激光粒度分布仪、红外光谱分析仪.差示扫描量热分析仪、热重分析仪分析了制备的致密微胶囊的粒径分布、结构组成以及热性能.结果表明,相变储热致密微胶囊是复合相变材料,微胶囊的粒径均匀,热稳定性好,致密性优良不渗漏,其蓄热能力较好、可广泛应用于节能储能的目的.     

相变储能调温内墙涂料的研制

以三聚氰胺-甲醛(MF)树脂为壁材,硬脂酸丁酯-正十四醇混合物为相变芯材制备了微胶囊相变材料,与一定比例的成膜物质混合制得相变储能调温内墙涂料。采用SEM、DSC、FT-IR等测试仪器分别对微胶囊形态、热性能、化学成分进行了表征;采用自制模型对影响涂料的储能调温效果的因素进行了分析。结果表明:所得微胶囊呈粒状、热稳定性好、相变潜热高;微胶囊的芯壁比为1.2∶1、涂层厚度为1.0 mm时,所制涂料储能调温效果最佳。     

应用于功能性热流体的相变微胶囊的制备与表征

相变材料微胶囊以其特有的蓄热性能在热能存储领域引起了人们的广泛关注。以异佛尔酮二异氰酸酯和四乙撑五胺为壁材原料,以相变点为20℃的石蜡为芯材,以非离子表面活性剂span60和tween60为乳化剂,利用界面聚合法制备了应用于功能热流体的相变微胶囊,分别用相差显微镜和差示扫描量热分析仪测定了微胶囊的形貌和热性能,结果表明所得微胶囊粒径分布均匀,其直径约为1.7μm。芯材含量约为92.4%,颗粒均匀,相变热124.47 J/g。相变微胶囊热稳定性高,具有好的致密性和不溶胀性。     

微胶囊复合相变材料的制备及性能表征

以低熔点的相变材料为芯材,三聚氰胺脲醛树脂为囊壁材料,用原位聚合法制备了相变储能微胶囊。采用红外光谱、扫描电子显微镜、差示扫描量热分析和热重分析测试技术表征了制备的相变微胶囊的结构组成、形貌特征及热性能。实验结果表明,相变储能微胶囊复合相变材料热稳定性好,在160℃以下无质量损失,其相变温度和焓值分别为15.3℃,132.3 J/g。制备得到的微胶囊呈球形,平均粒径小于20μm,固化剂滴加速度为0.5 mL/m in时微胶囊形貌较佳,优化的芯/壁质量比为1∶1.5,且微胶囊的亲水性随芯材含量增加而降低。     

纳米胶囊化二元复合相变材料的制备及热性能

以正十八烷(C18)和硬脂酸丁酯(BS)为复合芯材(PCMs),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材,通过无皂乳液聚合法制备纳米胶囊化相变材料,探讨了乳化剂种类和用量、引发剂种类和用量、芯壁比对纳米胶囊的影响,并采用TEM、SEM、FTIR、XRD、DSC和TGA对纳米胶囊的形貌、化学结构和热性能进行了测试表征。结果表明:当烷基乙烯基磺酸盐(AVS)用量占油相总质量的3.0%,过硫酸铵(APS)用量占单体MMA质量的1.2%,芯材与壁材质量比(芯壁比)为2∶4时,制备的纳米胶囊单体转化率最高、粒径最小、球形形貌最规整。相变纳米胶囊的熔融焓和结晶焓分别为56.89和54.02 J/g,具有良好的储热能力和耐热性能,且整理于棉织物上有较好的调温效果。     

棕榈酸/二氧化硅相变微胶囊的制备及性能研究

采用乳液模板自组装法通过界面缩聚制备了以棕榈酸（PA）相变材料为核、二氧化硅（SiO2）为壳的相变微胶囊，研究了不同核／壳质量比对PA/SiO2相变微胶囊的表面形貌、微观结构、相变储能性能、热稳定性和热循环性能的影响规律。结果表明:随着核／壳质量比增加，PA/SiO2相变微胶囊呈现更完整的核／壳结构和更均匀的球形外观，其最佳核／壳质量比为60:40；所形成的微胶囊的最高相变储热能力可达98.78%；研究显示，致密SiO2包覆层的形成能够有效阻止相变芯材融化后的泄露和流失，同时也提升了相变微胶囊的热稳定性能，该相变微胶囊在快速热冲击下仍保持良好的形态稳定性，并展示了良好的相变可逆性和相变耐久性，该相变微胶囊可广泛应用于工业及民用各领域的潜热储存和热管理。     

水泥基用相变微胶囊的颗粒特征与热力学性能

以石蜡、癸酸为芯材,脲醛树脂为壁材,间苯二酚为固化剂,采用原位聚合法制备相变微胶囊,采用ESEM、DSC、TGA来研究相变微胶囊颗粒形貌、粒径分布、热力学性能,以及相变微胶囊掺入水泥基体中的微观形貌.结果表明:微胶囊表面光滑,结构紧致;石蜡微胶囊的相变温度和相变焓分别是54.6℃和61.43 J/g,而癸酸微胶囊的相.变温度和相变焓分别是29.7℃和90.73 J/g;加入固化剂使得微胶囊产率从50％提升到78％以上;30次温度循环石蜡微胶囊相变晗无损失,癸酸微胶囊相变焓损失了31％;微胶囊在水泥基中分布均匀,形貌保存良好.     

聚乳酸-石蜡微胶囊相变材料的制备及表征

制备了以聚乳酸(PLA)为壁材、石蜡为芯材的相变储能微胶囊。采用红外光谱、扫描电镜、热失重分析仪和差示扫描量热仪分析了微胶囊的结构及性能。结果表明:PLA已包覆到石蜡上,该微胶囊的粒径为5~10μm;微胶囊的热稳定性能在一定范围内得到了较大程度的提高,在300℃以下无质量损失;微胶囊的储热能力高达170.52 J/g。     

氧化石墨烯改性十二醇/PMMA相变微胶囊的制备及其对涂层隔热性能的影响

以十二醇为芯材,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为壁材单体,偶氮二异丁腈为引发剂,二乙烯基苯为交联剂,十二烷基硫酸钠和十六烷为乳化体系,制备了氧化石墨烯(GO)改性十二醇/PMMA相变微胶囊。采用扫描电镜和红外光谱仪表征了它们的形貌和分子结构。尽管随着GO含量增加,导热系数提高,热稳定性增强,但是GO含量过多会影响微胶囊的形成,导致其相变焓下降。当GO占油相质量的0.1%时,微胶囊的相变焓为95.9 J/g,导热系数为0.186 9 W/(m·K)(与未加入GO的微胶囊相比增强了28%)。以10%微胶囊与苯丙乳液制成的涂层具有一定的调温性能。     

改性SiO2杂化层相变微胶囊的制备与表征

以相变温度为32℃的石蜡为芯材，三聚氰胺-甲醛树脂/改性SiO₂杂化层为壁材，采用原位聚合法制备相变微胶囊。使用接触角测定仪考察了KH-570对纳米SiO₂的有机改性效果；运用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）分析了微胶囊表面形貌及壳层表面的元素分布；采用差示扫描量热仪（DSC）测定了相变微胶囊的热性能参数。结果表明：使用KH-570有机改性的纳米SiO₂颗粒制备杂化层能显著提升微胶囊的热稳定性与使用耐久性。当改性SiO₂质量分数为3%时，制得的微胶囊呈光滑球形，SiO₂颗粒在胶囊壳层表面分散均匀，其相变焓为135.1J/g，相变过程滞后，并且微胶囊芯材在有机溶剂中的渗透率由66.1%降至45.8%，经历1000次热循环后的质量与相变焓损失率仅为7%与24.4%。