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。     

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。     

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。     

纳米Al_2O_3改性环氧树脂微胶囊的制备及表征

以纳米Al_2O_3改性的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,以1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯(DGCHD)为芯材,采用原位聚合法制备了纳米Al_2O_3改性的环氧树脂微胶囊。通过红外光谱、热失重和扫描电镜等方法对微胶囊的结构和性能进行了表征。结果表明,当壁材中加入适量的纳米Al_2O_3时,微胶囊的热稳定性和表面粗糙度均增加,且纳米Al_2O_3并不会破坏三聚氰胺-尿素-甲醛树脂预聚体的缩聚反应。当壁材中纳米Al_2O_3为3%(wt,质量分数,下同)时,微胶囊的囊芯达94.5%。     

不同芯材比对相变微胶囊的制备和性能影响

目的制备二元复合芯材相变材料微胶囊,讨论不同芯材比对微胶囊性能和表观形貌的影响。方法以正十二醇和正癸醇为芯材,以尿素、甲醛单体为原料合成脲醛树脂作为壁材,用原位聚合法制备二元复合芯材相变材料微胶囊。利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)等对样品进行分析和表征。结果随着正十二醇和正癸醇质量比的增大,所得微胶囊相变温度也随之升高,而相变潜热和分解温度变化不明显,微胶囊粒径分布较为均匀,但所得微胶囊表面越来越粗糙,且含有细小颗粒,团聚现象越来越明显。结论当芯材质量比为1︰1时,所得微胶囊外观近似呈现为球形,表面致密光滑,分散性最好。     

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。     

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。     

正十二醇相变储热微胶囊的制备与表征

以相变物质正十二醇为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法合成了具有高储热密度的相变储热微胶囊,使用DSC、SEM和激光散射粒度分析仪等手段对其进行了表征。结果表明,乳化剂种类、乳化搅拌速度、正十二醇投料质量分数对微胶囊相变潜热及相变材料包封效率有重要影响。当采用SMA和OP-10复配(质量比4∶1)为乳化剂,乳化搅拌速度为4500r/min,正十二醇投料质量分数为69%时,可制备出相变温度为24℃,相变潜热为167J/g,平均粒径为30μm左右的表面光滑的球状微胶囊,正十二醇包封效率高达97.5%。     

界面聚合法制备微胶囊相变材料的试验研究

以相变石蜡为芯材,廉价的聚脲和聚氨酯为壁材,采用界面聚合法制备了单层和双层壁材微胶囊相变材料,并用差示扫描量热仪(DSC)和TG分析仪分别对所制备的单层壁材微胶囊和双层壁材微胶囊进行了测试.结果表明,与同条件下制备的单层壁材微胶囊相比,双层壁材微胶囊在合成过程中反应充分、产率较高,在室温环境下相变温度为19.02℃,且保持了较高的相变潜热(79.9J/g),适合于建筑用相变材料.     

聚氨酯相变储能微胶囊的制备

以固液复配石蜡为芯材,以三聚氰胺和甲醛作为壁材原材料,通过原位聚合法制备聚氨酯相变微胶囊。通过SEM、DSC、IR等测试手段研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、曲拉通-X100(OP)3种乳化剂对微胶囊颗粒结构、形貌以及热性能等方面的影响。实验结果表明:不同乳化剂作用下,制备的微胶囊具有不同形貌和粒度特征;相变芯材微胶囊化后,相变温度变动幅度较小,储热效果基本不受影响;芯材与壁材之间并未发生化学变化。     

微胶囊相变蓄冷材料的制备及其性能研究

阐述了微胶囊相变蓄冷材料的制备方法及其性能。采用复合凝聚法制备了微胶囊相变蓄冷材料。用明胶和阿拉伯胶作囊材、十四烷作芯材,使用示差扫描量热仪(DSC)来测定蓄冷材料的熔化温度、熔化潜热、凝固温度、凝固潜热,用热重分析仪(TG)测定其热稳定性,并用扫描电镜(SEM)观测了材料的微相结构。测试结果表明,该相变蓄冷材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性,可用作空调的蓄冷材料。     

FRC层合板抗高速冲击机理研究

基于纤维增强复合材料( FRC) 层合板高速冲击下横向变形及破坏模式的分析, 根据冲击动力学理论和应力波传播特性, 建立了FRC 层合板柱形弹高速冲击下的两阶段(剪切侵彻和连续侵彻) 侵彻动力学分析模型。采用瞬态梯度变形锥理论分析了连续侵彻阶段的弹、靶相互作用, 并编制相应计算程序, 通过计算结果与实验测试结果的综合比较, 弹体初速在300～900 m/ s 范围内, 剩余速度误差小于50 m/ s , 验证了两阶段侵彻模型的适用性和稳定性, 分析了实验现象, 如梯度变形锥、背层花瓣开裂和面背层破坏模式差异等的产生及形成机理, 提出了提高现有层板结构抗弹性能的新途径, 如降低层间粘结强度、提高面层纤维的抗剪能力等。      

石英纤维热损伤机制

通过TG/DSC和高温XRD对石英纤维的高温相转变行为进行了研究,通过高分辨SEM对经不同温度处理过的石英纤维的表面形貌进行了研究,并用抗拉强度实验机测量了这些石英纤维的抗拉强度。研究结果表明,低于1000℃ 处理的石英纤维热损伤可分为两个阶段: (1) 在低于600℃的热处理温度范围内,由于石英纤维表面处理剂的挥发 , 石英纤维直径逐渐减小,原来表面的裂纹、条状和圆形凸起等缺陷逐渐显露出来,导致石英纤维抗拉强度缓慢降低;(2) 在600～1000℃ 的热处理温度范围内 , 石英纤维表面处理剂挥发完毕,在热处理的升降温过程中,由于热应力的作用,表面的条状和圆形凸起开始剥落,造成一定数量的新的表面裂口和裂纹缺陷。温度越高,石英纤维表面的条状和圆形凸起剥落现象越明显,这是造成这一温度条件下石英纤维强度显著降低的主要因素之一。此外,结合TG/DSC和XRD的研究结果,石英纤维低于1000℃热处理后,虽然没有明显的相变化,但是晶体结构有序化程度提高,表面开始析出α-方石英并导致纤维表面形成一定数量的凸起缺陷,这也是导致高温处理后石英纤维热损伤的原因之一。      

不同温区相变微胶囊的制备及研究进展

本文介绍了相变微胶囊的应用背景及其制备方法,按0~10℃、10~20℃、20~30℃、30~40℃、40~50℃五个常用不同温区总结归纳了国内外相变微胶囊的研究进展,并列举了相变微胶囊在功能流体、节能建筑材料、可控温纤维、太阳能存储、红外伪装等方面的应用进展;最后阐述了纳米相变胶囊及其制备方法和研究进展。     

石蜡微胶囊的制备及改性研究进展

目的概述石蜡相变材料微胶囊在相变温控、能量利用和热交换等主要应用领域内的研究状况,并对未来的应用与发展进行展望,旨在为石蜡微胶囊的改性研究提供一定思路。方法通过分析和总结近年来国内外有关石蜡微胶囊材料的文献,主要从石蜡微胶囊材料的制备方法和改性手段等方面对目前的石蜡微胶囊材料进行综述。结果石蜡微胶囊的壁材结构和芯材成分对石蜡微胶囊的热性能有非常重要的影响,通过对壁材和芯材的改性,提升了石蜡微胶囊的热性能。结论石蜡微胶囊的改性能够实现更高热性能的目标,达到更多热应用的要求,具有很大的发展潜力,在主要应用领域内能得到更加广泛的应用,但仍存在着一些亟待解决的问题。     

Visual indication of mechanical damage using core-shell microcapsules

We report a new core-shell microcapsule system for the visual detection of mechanical damage. The core material, 1,3,5,7-cyclooctatetraene, is a conjugated cyclic olefin and a precursor to intensely colored polyacetylene. A combination of poly(urea-formaldehyde) and polyurethane is required to effectively encapsulate the volatile core material. Increasing the outer shell wall thickness and including a core-side prepolymer improves the thermal stability and free-flowing nature of these capsules, which tend to leach and rupture with thinner shell walls. Capsules ruptured in the presence of the Grubbs-Love ruthenium catalyst show immediate color change from nearly colorless to red-orange and dark purple over time, and color change in thin films resulted from scratch damage.     

丙三醇改性聚脲微胶囊相变材料的研制与性能

以硬脂酸丁酯为芯材,苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为乳化分散剂,以单体2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和二亚乙基三胺(EDTA)反应并采用丙三醇进行改性形成的聚脲树脂为壳体,采用界面聚合制备微胶囊相变材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜等分别对微胶囊的热性能、表面形态进行研究和分析。所制备微胶囊表面光滑致密,相变温度24.2℃,相变热90 J/g。对微胶囊的致密性和稳定性研究结果表明,所制备丙三醇改性微胶囊的致密性和稳定性,如耐乙醇洗涤稳定性和耐热稳定性均比传统的未改性微胶囊有很大程度的提高。     

以高岭石稳定的Pickering乳液为模板制备高岭石聚脲微胶囊及相变性能研究

相变微胶囊以其优异的储热性能被广泛用于建筑节能等领域,但是,由于传统相变微胶囊常以表面活性剂所稳定的乳液为模板,由单一高分子聚合物形成囊壁,导致其热稳定性和储热性能较低。本文通过在高岭石稳定的水/石蜡乳液界面处引发异佛尔酮二异氰酸酯和水发生聚合反应,成功获得了囊壁为高岭石聚脲包封客体为石蜡的相变微胶囊。结果表明:相变微胶囊形貌规整呈球形,微胶囊平均粒径为42μm并可通过调控乳液液滴大小实现尺寸调控;该微胶囊的石蜡包封率达85.3%,相变点为49.6℃,热分解温度为218℃,相变潜热高达175.7 J/g。以高岭石稳定的Pickering乳液为模板所制备的相变微胶囊具有良好的热稳定性和相变潜热,有望作为相变储热材料应用于节能领域。     

石蜡/聚乙烯醇相变储能纤维的制备与表征

以石蜡为相变物质, 聚乙烯醇为纤维基材, 采用湿法复合纺丝法制得石蜡质量分数为 30 %的相变储能纤维。采用扫描电子显微镜、 广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪表征了纤维的结构以及相变储能性。结果表明, 石蜡/聚乙烯醇纤维缩醛化后, 石蜡以岛相分散于纤维基体海相中, 结晶含量占储能纤维的34 %。储能纤维干热拉伸倍数为2～4倍时, 热效率变化为81. 9 %～71. 2 % , 并且洗涤 25 次之后, 控温性能仍然良好。石蜡/聚乙烯醇储能纤维的线密度、强度与初始模量分别为 0. 62～0. 32 tex、28. 1～66. 2 N/tex、373～794 N/tex,水中软化点达108℃, 满足服用纤维的要求。