氧化石墨烯增强聚苯乙烯/硬脂酸丁脂微胶囊相变材料的研究

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对氧化石墨烯(GO)进行功能化改性,得到改性氧化石墨烯(MGO),以MGO和苯乙烯单体的复合体系为囊壁,硬脂酸丁酯为芯材,通过种子微悬浮聚合法制备氧化石墨烯增强聚苯乙烯/硬脂酸丁酯微胶囊相变材料(MGO-MicroPCMs)。利用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试仪、粒度分析仪、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和纳米压痕仪等表征了MGO-MicroPCMs的化学组成、微观结构、热性能和力学性能。结果表明,MGO-MicroPCMs为粒径分布均匀的球形结构,随着MGO含量增加,平均粒径减小,分布变窄,密封性逐渐提高,当添加0.6%(质量分数)MGO时微胶囊渗透性降低了32.17%,微胶囊的硬度从5.83 MPa增大到11.79 MPa,同时热稳定性和亲水性也明显改善。     

乳化剂对正十八烷微/纳胶囊形貌和性能的影响

通过原位聚合法制备了以正十八烷为囊芯、蜜胺树脂为囊壁的相变材料微胶囊和纳胶囊.采用扫描电子显微镜,差示扫描量热仪,热重分析仪分别观测了胶囊表面形貌、粒径分布、相变性能及热稳定性能等.实验结果表明,当采用十二烷基硫酸钠为乳化剂时,所得微胶囊结构完好,粒径分布均匀,平均粒径约为65μm,囊芯含量高达87%(wt).微胶囊过冷度仅为2.6℃.当采用苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐为乳化剂时,制得纳胶囊的平均粒径约为840nm,囊芯含量为45%(wt),且囊芯过冷度高达18.9℃.     

壁材掺杂纳米TiO2的正十四醇相变微胶囊的制备及性能研究

以纳米二氧化钛(TiO_2)粒子改性的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,以正十四醇为芯材,采用原位聚合法制备了纳米TiO_2改性的相变微胶囊。研究了乳化剂浓度以及纳米TiO_2的添加量对微胶囊性能的影响,采用红外光谱、扫描电子显微镜、激光粒度分布仪、差示扫描量热仪、热重分析仪分别对微胶囊的化学结构、表面形貌、粒径分布及热性能进行了表征。结果表明,所制微胶囊的体积粒径58.2～83.6μm,受乳化剂浓度影响较大,当壁材中加入适量的纳米TiO_2的添加量小于5%(wt,质量分数)条件下,微胶囊呈球形且表面光滑,随着TiO_2添加量的增加,改性微胶囊的相变潜热、芯含量及热稳定性均呈先增加后降低态势,在TiO_2添加量为3%(wt,质量分数)条件下,纳米TiO_2改性相变微胶囊的熔融潜热达最大值151.5J/g,微胶囊芯含量为69.9%,微胶囊的热稳定性也明显提高。     

乳化剂对聚脲树脂相变微胶囊性能的影响

分别采用苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐(SMA钠盐)、辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和阿拉伯树胶3种不同的乳化剂,通过界面聚合法制备了以正十八烷为囊芯、聚脲树脂为囊壁的相变材料微胶囊。采用扫描电镜、差示量热、热重和粒径统计分析软件对微胶囊的表观形貌、储热性能、热稳定性能和粒径分布进行了研究。结果表明:与乳化剂SMA钠盐和阿拉伯树胶相比,以OP-10为乳化剂制备的相变微胶囊粒径最小,分布均匀,且具有良好的抗渗透性能。乳化剂的用量对胶囊的性能有重要的影响,当乳化剂OP-10的浓度为8%时,所得微胶囊的粒径分布集中,平均粒径约为2μm,副产物较少。与正十八烷相比,相变微胶囊的初始热失重温度明显提高,所制备的微胶囊具有良好的热稳定性。     

十八烷@脲醛树脂相变储能微胶囊的制备及表征

通过原位聚合法,制备以脲醛树脂为囊壁,十八烷为囊芯的相变储能微胶囊,并通过红外光谱、扫描电子显微镜、粒径分析仪和差示扫描量热仪分别表征了其组成、结构形貌、粒径大小和热能存储性能。结果表明:脲醛树脂能够成功包覆十八烷,所制备的微胶囊具有良好的外观形貌和均一的粒径分布,平均粒径在3.4μm左右;且所制备微胶囊熔融热焓(ΔH_m)和结晶热焓(ΔH_c)分别高达89.82kJ/kg和91.54kJ/kg,具有优异的相变储热能力。     

氧化石墨烯改性石蜡相变微胶囊的制备及性能研究

采用悬浮聚合法制备了以氧化石墨烯改性甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物为壁材,固体石蜡为芯材的相变储热微胶囊。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)等手段对微胶囊的表面形貌、化学结构及热性能等进行了表征和测试。结果表明:当芯壁比为4∶10,氧化石墨烯含量为0.6%(质量分数)时,氧化石墨烯在壁材中分布均匀,微胶囊的平均产率为87.41%,平均包覆率为71.06%。微胶囊呈规则球形,平均粒径为200μm,相变焓为73.5J/g。经改性后,微胶囊热性能增加,机械强度提高。     

石蜡为芯材的微胶囊的直接原位聚合法制备和性能

采用直接原位聚合法制备了以石蜡为囊芯的脲醛树脂微胶囊,并利用激光粒径分布仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶转换红外光谱仪分别分析了微胶囊的粒径分布、热稳定性、热焓值和壳结构.结果表明,所得微胶囊粒径分布均匀,并具有良好的热稳定性和较高的相变潜热;影响石蜡微胶囊相变潜热和平均粒径的主要因素包括芯壁材料比、搅拌速度、温度、系统改性剂PVA(聚乙烯醇)用量等;最佳工艺条件为囊壁比 0.78:1 ,反应温度70 ℃,搅拌速率2500r/min,系统改性剂PVA用量0.26g,pH=2.0～3.0.     

纳米铝和石墨烯量子点改性的相变微胶囊的制备及特性

本工作旨在探索石墨烯量子点及纳米铝对改善相变微胶囊热性能、悬浮液物理稳定性等特性的作用。以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材,采用原位聚合法制备了三个相变微胶囊样品,分别为不复合石墨烯量子点及纳米铝的样品、复合1.5%石墨烯量子点的样品、复合1.5%石墨烯量子点及7%(质量分数)纳米铝的样品。通过扫描电镜、粒度仪、热传导系数仪、差示扫描量热仪及静置法分别对相变微胶囊的外观、粒径分布、热导率、热物性以及相变悬浮液物理稳定性进行了表征与分析。结果表明,改性微胶囊成型良好,石墨烯量子点的加入有助于提高微胶囊粒径的均匀性,同时复合石墨烯量子点及纳米铝的微胶囊导热系数提高了254.55%,达到0.78 W/(m·K),包覆率提高至92.65%,且相变悬浮液实现了48 h不分层。     

壁材掺杂碳纳米管的相变微胶囊的制备及热性能研究

通过原位聚合法合成了以石蜡为芯材,密胺树脂为壁材,壁材掺杂碳纳米管(CNTs)的相变材料微胶囊。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等分别对微胶囊的储热性能、热稳定性能、表面形貌和分子结构进行了表征。通过分散性实验证明了改性后的碳纳米管分散性明显提高,讨论了不同CNTs加入量对微胶囊表面形貌和热性能的影响。结果表明,加入CNTs后,微胶囊的表面变得相对光滑;随着CNTs添加量的增加,微胶囊的包裹率从60.60%增大到了72.35%,微胶囊的导热系数从0.255 W/(m·K)增大到0.356 W/(m·K),同时微胶囊的稳定性也明显提高。     

细乳液界面聚合模板法制备双壁相变材料纳米胶囊

通过细乳液界面聚合法制备出了以正十八烷为囊芯,聚脲为壁材的纳胶囊,再以此聚脲壁材为模板,使苯乙烯与交联剂二乙烯基苯在内表面共聚形成双层壁材相变材料纳胶囊.采用扫描电子显微镜,差示扫描量热仪,热重分析仪,粒度分析,红外光谱等手段分别考察了纳胶囊的表面形态、相变性能、热稳定性能、粒径分布及胶囊结构等.实验结果表明,超声乳化...     

芯材表面修饰法制备聚脲石蜡相变微胶囊及其表征

采用芯材表面修饰法制备了聚脲石蜡相变微胶囊。首先在固体石蜡颗粒表面引入氨基(-NH2),制备表面氨基修饰的固体石蜡芯材,再加入2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和改性胺固化剂,形成聚脲壁包覆芯材。用差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和激光粒径分布仪表征了芯壁用量比以及搅拌速度对相变微胶囊结构和性能的影响。FT-IR测试结果表明,该方法成功地在固体石蜡微球的表面引入了氨基。固定转速时,随着芯壁用量比中TDI用量的增加,微胶囊相变潜热明显增加;在十八胺与TDI摩尔比相同的条件下,随着芯材制备搅拌速率的增大,微胶囊的平均粒径减小而相变潜热明显增加。当搅拌速率为800 r/min,十八胺与TDI摩尔比为1∶2时,所制备的聚脲石蜡相变微胶囊包覆完整,热稳定性好,平均粒径为18.262μm,相变潜热可达142.8 J/g,包覆率达63%以上。     

反应性乙烯基硅油/聚脲甲醛自修复微胶囊的制备

以聚脲甲醛为囊壁、乙烯基硅油(DY-V401-310硅油)为囊芯,采用原位聚合法成功合成了具有自修复功能的新型微胶囊-聚脲甲醛包覆乙烯基硅油微胶囊.研究了搅拌速度和表面活性剂对微胶囊物理性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(MS)、激光粒度分析仪和红外光谱(FTIR)对微胶囊的表面形貌、粒径尺寸与分布及其化学结构等性能进行了研究.结果表明,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和明胶均对微胶囊的形成有积极作用,SDBS所制备的微胶囊粒径更小.当SDBS的加入量为1%(质量分数)时,在搅拌速度为600r/min的作用下,可得到平均粒径为123μm、较为理想的微胶囊.     

溶剂蒸发法制备油核/聚合物壳微胶囊

通过溶剂蒸发法制备了十六烷/聚甲基丙烯酸甲酯核/壳结构微胶囊。SEM和光学显微镜照片显示,微胶囊呈球形,囊壁透明,表面光滑。系统研究表明,在相同条件下,随着PMMA用量的增加,微胶囊粒径增大,粒径分布变宽;随着搅拌速度的增加或/和稳定剂PVA量的增大,微胶囊的粒径减小,粒径分布变窄。     

电气石微胶囊的制备及性能研究

以乙基纤维素为壁材,电气石粉体为芯材,采用乳化-溶剂蒸发法制备电气石微胶囊,通过单因素实验分析了工艺条件对电气石微胶囊负载量和粒径的影响,利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热分析仪和空气离子计数器等对微胶囊的微观形貌、结构、热稳定性、负载量以及负氧离子释放性能进行表征。结果表明：在芯壁质量比为1∶2、乳化剂含量为连续相溶剂的0.5%、搅拌速度为400r/min、溶剂挥发温度为57℃时,微胶囊负载量达到46.2%(质量分数),平均粒径为20.3μm;电气石粉体被乙基纤维素有效包覆,电气石微胶囊呈规则的球状,表面光滑,壳层上分布着大量的孔道。热重分析表明电气石微胶囊在200℃后才有明显的质量损失,热稳定性较好。负氧离子动态释放量大约15d达到平衡稳定状态,释放量约为850个/cm³。     

氧化石墨烯改性密胺树脂/石蜡相变微胶囊的制备及性能

通过原位聚合法制备了氧化石墨烯(GO)改性的密胺树脂(MF)/石蜡相变微胶囊。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、热重分析等手段分析了相变微胶囊的微观结构及热性能,研究了GO含量对相变微胶囊形貌、包覆率和渗漏率的影响。研究结果表明,制备的相变微胶囊为较规则的球形,GO的加入并没有改变壁材或芯材的化学结构;GO改性使相变微胶囊的包覆率由91.39%提高至94.08%,增大了相变微胶囊的储能能力;GO改性相变微胶囊的防渗性能得到大幅提升,250h时的渗漏率由9.43%下降至2.68%,下降了71.6%,相变微胶囊的使用寿命得到提高。     

氧化石墨烯改性密胺树脂/石蜡相变微胶囊的制备及性能EI北大核心CSCD

通过原位聚合法制备了氧化石墨烯(GO)改性的密胺树脂(MF)/石蜡相变微胶囊。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、热重分析等手段分析了相变微胶囊的微观结构及热性能,研究了GO含量对相变微胶囊形貌、包覆率和渗漏率的影响。研究结果表明,制备的相变微胶囊为较规则的球形,GO的加入并没有改变壁材或芯材的化学结构;GO改性使相变微胶囊的包覆率由91.39%提高至94.08%,增大了相变微胶囊的储能能力;GO改性相变微胶囊的防渗性能得到大幅提升,250h时的渗漏率由9.43%下降至2.68%,下降了71.6%,相变微胶囊的使用寿命得到提高。     

明胶-壳聚糖-纳米SiO2复合微胶囊的制备及结构

以石蜡和壳聚糖作为囊芯材料,以明胶作为壁材,制备明胶-壳聚糖-纳米SiO_2复合微胶囊。通过油水比、壳聚糖和明胶中分别引入纳米SiO_2等因素的调节,研究了其对微胶囊性能、结构的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)对微胶囊形貌等微观结构进行表征。结果表明,油水比为3∶1时,制备的微胶囊结构和性能较好,在此基础上分别以不同的方式在壳聚糖和明胶中引入不同粒径的纳米SiO_2。结果表明,未引入纳米SiO_2制备的微胶囊呈球形结构,部分为多核微胶囊;当在壳聚糖或明胶中加入SiO_2时,微胶囊壁材出现多孔结构,球形度降低,随着SiO_2量的增加,微胶囊壳层孔状结构增多,微胶囊的热损失率也随之增大;不同粒径的纳米SiO_2无论引入壳聚糖还是明胶中,微胶囊的热损失率都是随着SiO_2含量的增加而增大;较大粒径的纳米SiO_2引入后微胶囊热损失率小于小粒径纳米SiO_2引入后微胶囊的热损失率。     

纳米SiO_2和石墨改性相变储热微胶囊的研究

以固体石蜡为相变芯材,三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂为囊壁,采用原位聚合法制备了微胶囊型相变储热材料;并针对该相变材料热导率低及亲水性差缺点,用石墨和纳米SiO2对芯材和微胶囊进行了导热性和表面性能的改性研究。采用光学显微镜(OM)、红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)等对产品的表面形态、化学结构、热性能等进行了测试和表征。结果表明:石蜡微胶囊化后能保持原有的储热特性,相变焓为47.5J/g;球状微胶囊平均粒径为45μm,表面粗糙,石蜡包封率达80%;纳米SiO2改性后微胶囊亲水性、耐热性能、机械强度均增强;石墨改性后导热性提高。     

扩链增韧环氧树脂水分散乳液的制备及性能

采用聚丙二醇对高相对分子量环氧树脂E-20进行扩链增韧,即而丙烯酸类极性单体进行自由基接枝共聚合,制备了增韧改性的环氧树脂水分散乳液。利用ZETA电位分析仪、差示扫描量热法和热重分析等对其乳液的粒径与分布、稀释行为,改性树脂的玻璃化转变温度、耐热性能及力学性能进行了测定与分析。结果表明,水分散乳液粒径随着改性树脂中羧基中和程度的增加而减小,其稀释行为与溶剂分散体系明显不同;当作为固化涂膜材料时,比较改性环氧树脂与未改性树脂,其柔韧性和耐热性能均有显著提高。     

原位聚合法制备相变储热微胶囊

以三聚氰胺-甲醛为壁材,十二醇为囊芯,采用原位聚合法制备了相变储热微胶囊。采用SEM、DSC、FTIR、激光粒径分布仪等测试仪器分别测定微胶囊形态、热性能、化学成分以及粒径分布;采用光学显微镜二次聚焦法测定微胶囊的壁厚,并讨论微胶囊壁厚的影响因素。实验结果表明,当壁材／芯材用量比为1：2时,在3000r／min的乳化转速下乳化10min,80℃时固化1h制备的微胶囊粒径分布均匀,平均粒径〈10μm,且表面光洁;微胶囊壁厚随乳化转数增加而减小,而囊芯比对壁厚影响并不显著;DSC显示相变材料微胶囊化后并不影响其相变点,相变储热效果明显。