相变储能微胶囊研究进展

系统综述了微胶囊相变材料的制备方法、性能改进及其应用领域,突出阐述了微胶囊复合相变材料的研究进展,最后对微胶囊相变材料的发展前景进行了展望.     

聚氨酯相变储能微胶囊合成及其反应动力学

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）,聚丙二醇（PPG-500）和三乙醇胺（TEA）为原料,以二十烷为囊芯,采用界面聚合法制备一种微胶囊相变材料。采用红外光谱（FTIR）研究了聚氨酯/二十烷微胶囊的化学结构,采用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜（OM）分析了乳化剂种类和用量、反应温度和搅拌速率等工艺条件对这种微胶囊的形成过程、表面形貌、粒径大小及分布和壁厚的影响。微胶囊形貌呈现规则球形,囊壁致密性好,热稳定性好。微胶囊呈正态分布,平均粒径为18.18μm,囊芯含量为58.46%,产率约91.00%。采用二正丁胺-丙酮滴定法,研究IPDI和PPG-500制备聚氨酯的反应动力学,得到反应速率常数k=327.08 L/(mol·min),活化能E=33.48 k J/mol,聚氨酯囊壁合成反应为二级反应,随着反应温度升高,反应速率迅速增大。采用DSC研究了复合相变材料的相变温度和相变焓值以及储能/释能的性能。     

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。     

新型PP/IPN相变纤维的纺制

以聚乙二醇丙烯酸酯为相容剂,将聚N-羟甲基丙烯酰胺/聚乙二醇互穿网络聚合物(简称IPN)与聚丙烯(PP)共混并纺丝,制备新型PP/IPN相变纤维。测试了共混物的流变性能,共混纤维的力学性能、热性能及回潮率。结果表明:共混物为切力变稀流体,共混纤维断裂强度随IPN含量的增加先增大后下降,相变焓随IPN含量的增大而提高,共混纤维的吸湿能力较纯PP高。当w(IPN)为20%时,断裂强度保持在3 cN/dtex以上,熔融相变焓达17.10 J/g,回潮率达0.68%。     

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.     

基于相变材料作用下的智能调温纤维

介绍了相变材料和调温纤维的工作机制,阐述了智能调温纤维的研制工艺,重点讨论了相变储能微胶囊乳液对纤维纺丝溶液熟成度、黏度及纤维成品质量的影响。通过DSC测试分析了纤维及面料的焓值变化,证明了智能调温纤维及其面料具有储能作用。对智能调温纤维的前景进行了展望。     

聚合物相变储能微胶囊的制备研究

通过声化学法制备了聚合物相变储能微胶囊,声化学法相对于其他方法具有绿色、简便、高效的优点。分别以正十八烷和聚甲基丙烯酸甲酯为芯材和壁材制备了相变储能微胶囊,并通过DLS、XRD、SEM、DSC、TGA等手段对微胶囊的粒径、物相、形貌、热性能等进行测试表征。结果表明,声化学制备相变储能微胶囊的粒径约为540 nm,熔融相变焓为178.9 J/g;壁材可以延缓芯材的热失重,提高微胶囊的热稳定性。     

相变调温纤维的制备技术研究进展

介绍了相变材料的分类及各自的性能特点,综述了目前相变微胶囊及相变调温纤维的制备方法,并指出了不同制备方法存在的优缺点及应用范围。目前,适用于纺织领域的相变材料主要为有机相变材料石蜡;相变微胶囊的制备主要采用化学法,该方法在纺织领域应用较多,关键技术是乳化工艺;相变调温纤维的制备多采用复合纺丝法和后整理法,但存在相变微胶囊的制备工艺较复杂、加入相变材料损伤纤维机械性能、相变调温纤维经过纺纱及织造等流程后调温能力减弱等问题。指出相变微胶囊的制备技术、相变调温纤维的制备工艺、相变材料的保持率及温度调节能力的稳定性等是相变调温纤维未来发展的重点研究方向。     

相变储能纤维的研究进展

相变储能纤维是一种新型控温保暖材料,是将相变材料加入纺丝原料中进行复合纺丝所得。该纤维主要依靠相变材料在相转化过程中进行的热量吸收与释放而获得控温特性。简述了相变储能纤维的几种合成方法,主要介绍了微胶囊混合纺丝技术的优势,并论述了相变储能纤维的热性能测试方法和测试指标,最后对储能纤维的发展前景进行了展望。     

同轴静电纺多级微纳米纤维膜的制备及其相变调温性能

为开发适宜人体温度的相变调温纺织品,采用同轴静电纺丝的方法将聚乙二醇(PEG)作为芯层封装在氮化硼(BN)增强的聚丙烯腈(PAN)壳层中,制备出氮化硼/聚丙烯腈/聚乙二醇(BN/PAN/PEG)复合相变纤维。研究了相变材料配比及BN浓度对纺丝膜形貌、热性能的影响,并对纤维膜进行热成像分析、热重分析表。结果表明:PEG1500与PEG1000-2在量比为6∶1时,复合相变材料的相变温度为36.4 ℃,满足人体温度舒适度要求;BN的质量分数为9%时,复合相变材料的热导响应性和储热效果最好。     

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。     

蓄热、调温微胶囊相变材料的制备及其表征

以相变材料为芯材,以脲醛树脂为囊材,通过原位聚合法制备出具有蓄热、调温功能的微胶囊相变材料。采用DSC差热分析测定出微胶囊相变材料的相变温度和相变焓,并通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析(FTIR)等手段对这种材料进行了表征。     

聚氨酯相变微胶囊的储能和热分解性能

以聚氨酯为囊壁,二十烷为囊芯通过界面聚合法制备微胶囊,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）对该微胶囊材料进行表征,采用示差扫描量热仪测量分析微胶囊的热性能和储能性能及其相变机理,采用Kissinger法和Ozawa法研究该微胶囊材料的热分解动力学。结果表明,制得的微胶囊呈规则球形,表面形貌光滑致密,粘连少,平均粒径18μm,囊壁厚度为1.80μm,产率为91.00%,囊芯质量分数为58.46%。经过多次热循环得到微胶囊的DSC曲线,均表现为单一熔融峰和双重结晶峰,其相变过程中同时发生固-固和固-液相变,相变机理属于随机成核和随后生长,相变机理函数为G(a)=-ln(1-a),相变过程表现为一级反应。相变储能材料存在三个热失重阶段,聚氨酯囊壁的保护作用使得相变储能材料的起始分解温度提高23℃,储热能力较好。根据Kissinger和Ozawa方程计算该微胶囊的活化能分别为311.27 kJ/mol、293.16 kJ/mol,热分解过程为一级反应。     

相变储能微胶囊的制备及其工业化应用

<正>一、项目简介开发性能优良的相变储能微胶囊可用于解决热能供给和需求的矛盾,是提高能源利用效率和环境保护的重要材料,它在太阳能利用、热能回收、相变储能型空调、保温服装、储能炊具、建筑节能、航空航天及农业等领域有着很广泛的应用。二、技术特点(1)采用蜜胺树脂预聚体和乙烯类单体或异氰酸酯及二胺类单体作为微胶囊的壁材,做多层包裹,调     

储能相变微胶囊材料的制备及其应用

微胶囊是一种新型的功能材料,是材料科学研究和工程应用的重要领域。介绍了微胶囊合成方法及其产品的主要应用。在节能环保领域中,相变储能材料和微胶囊储能材料的应用日益得到重视。总结了储能材料的分类、工作原理、科学研究和工程应用的现状及发展趋势。     

相变储能微胶囊壁材传热强化措施研究进展

从无机壁材（碳酸钙、二氧化钛）、无机碳材料（氧化石墨烯、碳纳米管、复合碳材料）改性、纳米材料（纳米氧化铝、纳米二氧化钛和其他纳米材料）改性等3个方面综述了相变储能微胶囊壁材增强热导率方面的研究进展,分析了各个方法的特点,为今后相变储能微胶囊导热增强的改性方向及措施提供了理论指导。     

相变储能微胶囊的制备及其复合材料的研究进展

综述了微胶囊相变材料(MCPCM)的结构组成,重点介绍了微胶囊常见的制备方法,包括原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法等,并对相变储能复合材料在节能建筑、流体强化传热、保温纺织品、军事隐身等领域中的应用研究进展进行了介绍,指出目前微胶囊相变材料在理论研究及实际应用方面存在的问题。     

相变储能微胶囊的制备及其复合材料的研究进展

综述了微胶囊相变材料(MCPCM)的结构组成,重点介绍了微胶囊常见的制备方法,包括原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法等,并对相变储能复合材料在节能建筑、流体强化传热、保温纺织品、军事隐身等领域中的应用研究进展进行了介绍,指出目前微胶囊相变材料在理论研究及实际应用方面存在的问题。     

RAM-相变微胶囊红外微波隐身复合材料

采用种子微悬浮聚合法,以月桂酸为相变芯材,苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为壁材,分别掺杂纳米Fe_3O_4和还原氧化石墨烯(RGO)两种雷达吸波材料(RAM),制备了具有红外微波兼容隐身功能的微胶囊材料(RAM-MCPCM)。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪等对材料性能进行了表征。结果表明:RAM-MCPCM微观形貌呈表面微凸球状,仍然具有较高相变潜热;涂层厚度为0.5 mm时,Fe_3O_4-MCPCM[w(Fe_3O_4)=8%]/环氧涂层在5.25 GHz时反射率达到最小值-0.54 d B,RGO-MCPCM[w(RGO)=4%]/环氧涂层在8.8 GHz时反射率达到最小值-1.21 d B,两种涂层在环境温度升高时都具有一定控温作用,具备红外微波兼容隐身性能。     

PCM微胶囊相变储能建筑材料的制备与性能

为了实现对相变材料的有效封装,充分发挥相变材料的温度调节功能,以OP18E（辛基酚聚氧乙烯醚）相变材料为核心,采用控流操作的方式制备出三种不同核壳比的相变材料微胶囊。通过电子显微镜和差示扫描量热仪获取微胶囊的微观形貌和热特性参数。经实验研究发现,研究所制备的相变材料微胶囊具有良好的储能、储热性能。