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。     

纳米SiO_2改性相变储热微胶囊的制备及性能研究

以亲水型纳米SiO2粒子改性的三聚氰胺一甲醛树脂作为微胶囊壁材,以相变材料正十二醇为芯材,采用原.位聚合法,制备了纳米SiO2改性的相变储热微胶囊,研究了纳米SiO2粒子对微胶囊性能的影响,采用FTIR、DSC和SEM等方法进行了表征.结果表明,当壁材中加入适量的纳米SiO2时,纳米粒子在壁材里面分布均匀,微胶囊的相变焓提高,破损率降低,且纳米SiO2不会破坏预聚体的缩聚反应.当壁材中纳米SiO2质量分数为1%时,制备的微胶囊相变焓达148.7J/g,微胶囊破损率为23.1%.     

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。     

三聚氰胺-甲醛相变微胶囊制备及性能

以三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为壁材,石蜡为芯材,通过原位聚合法制备了芯壁比分别为2∶1、3∶1、4∶1的相变微胶囊,并对微胶囊进行了傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)及热循环测试。结果表明,在制备过程中,微胶囊的壁材不与芯材发生反应,制备的微胶囊为比较完整的球形。当相变微胶囊芯壁比为4∶1时,潜热值高达到162.7 J/g,与计算值非常接近,经过100次热循环后潜热值损失3.63%;当芯壁比较小时,微胶囊的耐热性及包裹较好。     

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。     

硫醇@三聚氰胺甲醛树脂/环氧树脂固化剂的制备及性能表征

采用三聚氰胺-甲醛树脂(PMF)为壁材,三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TMPMP)作为芯材,原位乳液聚合法制备了硫醇@三聚氰胺甲醛树脂(TMPMP@PMF)微胶囊固化剂。研究了乳化剂种类及用量,囊壁质量比,反应温度,反应时间,pH值对合成TMPMP@PMF微胶囊粒径及稳定性等影响。结果表明:当反应乳液中芯材的质量分数达到2wt%,同时芯材与壁材的单体质量比达到2∶1时,能制备出粒径在大约100μm,粒径均匀的TMPMP@PMF微胶囊。TMPMP@PMF微胶囊的结构稳定,耐热性好,并且呈闭孔结构。采用TMPMP@PMF微胶囊为固化剂,与环氧树脂(EP)基体混合配制成压敏型TMPMP@PMF/EP固化剂,发现微胶囊结构在受到外力作用时能及时破裂,室温甚至低温下都能短时间使环氧树脂固化,并且能够很好地改善固化剂的抗冲击性能。     

原位聚合法制备相变材料微胶囊及其致密性

采用原位聚合法以三聚氰胺-尿素-甲醛预聚物为壁材, 包覆一种相变点为24 ℃、相变焓为225. 5 J / g 的有机相变材料, 制备一种具有调温储热功能的复合材料。通过改变三聚氰胺和尿素摩尔比对微胶囊壁材渗透性和强度进行研究。相变材料受热时会在微胶囊内部产生较大的蒸汽压使微胶囊壁破裂渗出芯材, 采用TGA 测定微胶囊热失重温度得到胶囊壁破裂时的温度。采用压力法观察微胶囊受力后的形貌, 对其强度进行评价。采用752型紫外分光光度仪对微胶囊壁渗透性进行表征。实验结果表明: 微胶囊呈球形, 平均粒径小于5μm , 固化剂滴加速度为0. 8 mL/ min 时微胶囊形貌最好。当尿素质量为反应总单体质量的20 %时, 与不加尿素相比, 微胶囊热失重温度大约提高30 ℃, 可以承受6. 0 MPa 压力而不破损, 并且渗透性并不增加。      

复合芯材相变微胶囊及调温SMS墙纸的制备及性能研究

为了研究不同芯材的微胶囊及其对纺粘—熔喷—纺粘(SMS)非织造布墙纸调温性能的影响,利用原位聚合法,分别以正十八烷、正二十烷及两种烷烃以质量比1∶1混合的混合烷为芯材,以三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)树脂为壁材,制得三聚氰胺-尿素-甲醛/正十八、二十、混合烷相变微胶囊。通过SEM、DSC等手段分析其样貌特征、热焓值等。通过干法涂层工艺将3种微胶囊整理至SMS织物上,制得智能调温织物。通过SEM、红外测温仪、强力测试仪、织物透气量仪等仪器测试方法,研究整理后织物的表面形貌、强力变化、透气率变化和不同芯材微胶囊调温效果的差异。结果表明,相变微胶囊形状均一,粒径分布集中,球形表面光滑。经相变微胶囊整理后的织物具有一定的调温蓄热功能,升降、温过程中均有较为明显的平台期,混合芯材具有调温范围广、作用时间长的优点。断裂强力与拉伸断裂伸长率均有提高,这些都有利于作为墙纸的使用性能。     

木材太阳能干燥用石蜡相变微胶囊的制备及性能研究

以石蜡为芯材、三聚氰胺改性脲醛树脂为壁材制备相变微胶囊。设计正交试验对石蜡相变微胶囊的制备参数进行优化,并计算微胶囊的包覆效率和囊芯百分率。结果表明,在芯壁质量比为2:1,尿素、三聚氰胺质量比为9:12.6,乳化剂用量为芯材质量8%,转速为1200r/min条件下,制备的石蜡相变微胶囊表现出良好的储热性能。利用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对石蜡相变微胶囊进行热性能表征,为相变微胶囊在木材太阳能干燥中的应用提供理论基础。     

改性Al_2O_3纤维阻燃POM复合材料的性能研究

以有机硅树脂材料对Al_2O_3纤维进行表面改性,并采用经改性处理的Al_2O_3纤维和三聚氰胺对聚甲醛(POM)进行阻燃,利用傅里叶变换红外光谱仪、接触角测试仪、锥形量热仪等对改性前后的Al_2O_3纤维和阻燃POM复合材料进行表征。结果表明:m(POM)∶m(改性Al_2O_3纤维)∶m(三聚氰胺)为60∶30∶5时,阻燃POM复合材料的极限氧指数达到42%,垂直燃烧UL-94测试达到V-1级别,拉伸强度达到40.4MPa。     

25#相变蜡-十四醇相变共晶材料的制备及性质研究

为了解决单一相变材料热工性质的不足,以25~#相变蜡-十四醇相变共晶材料(PCEM)为芯材,三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)和三聚氰胺改性酚醛树脂(MPF)为壁材,通过原位聚合法制备了相变微胶囊,探讨了壁材种类、乳化剂用量及乳化转速对微胶囊的影响,并采用SEM、DSC、FT-IR、TG对微胶囊的微观结构、热学性质及稳定性进行测试分析。结果表明,以MUF为壁材,所制备的微胶囊近似球形,粒径分布均匀,其相变温度和相变潜热分别为22.43℃和74.00 J/g,包覆率高达74.88%。芯材与壁材之间仅为简单的物理嵌合,且50次冷热循环后微胶囊的储热性能几乎未发生变化。当温度高于190℃,微胶囊才会出现明显的失重现象,具有良好的储热性能和热稳定性。因此,PCEM在建筑节能领域具有良好的应用前景。     

相变微胶囊/SMS智能调温织物的制备及性能研究

为了研究不同浓度相变微胶囊对整理织物调温性能的影响,首先以正十八烷为芯材,三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)树脂为壁材,采用原位聚合法合成三聚氰胺-尿素-甲醛/正十八烷微胶囊,并利用扫描电镜(SEM)对其形貌和粒径进行分析。然后,采用涂层工艺将不同浓度相变微胶囊整理到SMS织物上,形成相变调温织物,通过SEM、红外测温仪、织物透气量仪、织物强力仪等测试手段,探讨相变微胶囊整理对织物表面形貌、调温、透气性和力学性能的影响。结果表明:相变微胶囊呈球形,表面光滑,粒径分布均匀。经相变微胶囊整理后,织物的升降温速率均明显变缓,具有优良的蓄热调温功能;断裂强力和断裂伸长率均有提高。整理后智能调温织物虽透气性有一定程度的下降,但服用性未受到明显影响。     

有机无机掺杂微胶囊的制备及摩擦学性能

采用原位聚合法,以甲基硅油为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂(MF树脂)和氧化锌纳米棒为壁材,得到复合壁材自润滑微胶囊,通过浇注聚合法制备了环氧树脂自润滑微胶囊复合材料。通过扫描电镜、热重分析、MRH环块摩擦试验机、万能拉伸试验机,考察了微胶囊对环氧树脂复合材料力学、热学及摩擦学性能的影响。复合材料的性能测试结果表明,所制得的复合壁材微胶囊在EP基体中结构清晰、结构新颖、形状规则——呈现"类海胆"结构。当加入25%的BSLMs后,复合材料初始分解温度上升了120℃,平均摩擦系数和磨损率分别降低了57.68%、45.2%,其拉伸强度和模量较纯样分别增加了7.53%和5.92%,弯曲强度和弯曲模量分别升高了5.39%和3.72%。这是由于纳米氧化锌棒的增强作用,随着其含量的增加,复合材料的热稳定性能、力学性能均相对单壁材微胶囊复合材料有所提高,同时摩擦学性能有了明显改善,极大地提高了复合材料的综合使用性能。     

尿素三聚氰胺甲醛三组分复合树脂包覆苯乙烯微胶囊的制备研究

针对热塑性材料的自修复,以尿素、三聚氰胺、甲醛共聚物为囊壁,苯乙烯为囊芯合成了包覆苯乙烯的改性脲醛树脂微胶囊,并采用红外光谱、扫描电子显微镜、纳米粒度电位仪等分析了微胶囊的化学成分及表面形貌,发现其表面粗糙致密,形状基本呈球形,粒径分布较集中,包封率为72%,有望应用于自修复材料。     

二烃基五硫化物-三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊的制备及其摩擦性能

以硫化脂肪类添加剂二烃基五硫化物(RC2540)为芯材, 三聚氰胺-甲醛树脂(MF树脂)为壁材, 采用原位聚合法合成了RC2540-MF树脂微胶囊。使用红外光谱、 SEM及热重分析(TG)等对其性能进行表征。用四球摩擦副考察了RC2540-MF树脂微胶囊作为聚乙二醇基础液添加剂时的摩擦磨损性能。结果表明: 添加质量分 数3% RC2540-MF树脂微胶囊的聚乙二醇基础液在314 N下摩擦系数可低至0.04, 磨斑直径在314 N(RC2540-MF质量分数5%)下为0.54 mm, 实验载荷则可以提高至1000 N以上。这是由于摩擦力导致RC2540-MF 树脂微胶囊破损, 活性硫化物在摩擦表面的物理、 化学吸附作用和生成的摩擦化学反应膜起到减摩和极压抗磨作用。     

高温相变石蜡-脲醛树脂微胶囊的制备及表征

通过原位聚合法合成了以高温相变石蜡(相变区间为75~85℃)为芯材,三聚氰胺改性脲醛树脂为壁材的相变微胶囊。采用DSC、SEM、导热系数仪等分别对石蜡-脲醛树脂(Paraffin-UF)微胶囊的形貌、热性能等进行了表征。分析了NaCl溶液、三聚氰胺以及石墨烯的添加对微胶囊的影响。结果表明:适量NaCl的添加能改善微胶囊表面形貌,三聚氰胺的添加能提高微胶囊的生成量。添加质量分数为0.03%的石墨烯,在80℃时微胶囊的导热系数提高了55.56%,而且其热稳定性有所提高。     

氨基卟啉和多壁碳纳米管改性三聚氰胺-尿素-甲醛树脂/石蜡微胶囊的制备

以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壳材,石蜡为芯材,多羟基超支化多壁碳纳米管和氨基卟啉为改性剂,通过原位-界面聚合法制备了石蜡相变微胶囊。采用了红外光谱、差示量热、紫外光谱和扫描电镜对微胶囊进行了表征。结果表明:氨基卟啉和多壁碳纳米管改性的石蜡相变微胶囊表面光滑,粒径约为0.5~1μm;起始相变温度47.87℃,相变峰52.78℃,潜热达107.06J/g;对可见光有吸收,其中427nm处的强吸收峰为卟啉的Soret带吸收峰,522、564、596和657nm为卟啉的Q带吸收峰。因此微胶囊具有良好的热性能与光敏性质。     

界面聚合聚脲微胶囊相变材料的研制与性能

采用界面聚合法制备微胶囊相变材料,以硬脂酸丁酯为芯材,以单体2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和二亚乙基三胺(DETA)反应生成的聚脲树脂为壳体,在4500r/min～5000r/min转速下制得的微胶囊平均粒径为1μm～4μm。研究了不同的芯材壁材比对微胶囊形态和包裹效率的影响,当芯材壁材比为2时包裹效率达到最大值93.2%。所制备的微胶囊表面光滑平整,具有良好的致密性,相变温度为22.98℃,相变焓为88J/g。研究发现,当DETA分两次加入时比一次性加入时质量损失率减少12%。     

安全脲醛树脂相变微胶囊制备及性能

采用原位聚合法以脲醛树脂为壁材,正十六烷为芯材,制备了有机相变微胶囊(OMPCMs)。优化了影响OMPCMs中甲醛含量的合成条件:尿素与甲醛摩尔比、尿素分批加料方式、固化终点pH值、反应时间及三聚氰胺与聚乙烯醇的用量。采用傅里叶变换红外光谱、透射电镜、热重分析仪、差示扫描量热仪分别对OMPCMs的组成、外貌形态、热稳定性及热焓值进行表征。实验结果表明,尿素与甲醛摩尔比为1∶1.6,尿素分65%,30%,5%共3批加料,固化终点pH为1.0~1.5,反应时间为4h,三聚氰胺与聚乙烯醇的用量均为尿素用量3%时所制备的OMPCMs为类球形,具有核壳结构,游离甲醛含量约为0.392g/kg,符合欧洲E3级标准(甲醛含量小于0.6g/kg)的规定。同时,OMPCMs的包埋率为56%,相变潜热为115.6J/g,耐热温度达到160℃。     

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。