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...     

光热转换材料在相变储能领域的研究进展

相变储能是热储能的一种,即利用相变材料的储热特性来储存或释放热量,达到调控温度的效果。但相变材料往往不具备光吸收能力,不能及时收集太阳光,导致其光热转换效率较低。将相变材料与光热转换材料复合可以在增强吸光能力的同时将获得的能量存储在相变材料中,赋予复合相变材料高光热转换能力。该文对光热转换材料进行了分类,介绍了其光热转换机理、对紫外光-可见光-近红外光的吸收能力以及在相变领域的应用。此外,还阐述了光热复合相变材料 的复合策略,包括浸渍法、溶胶-凝胶法、涂层法和改性微胶囊法,分析表明,不同复合策略下制备的光热复合相变材料的光吸收能力、导热系数、光热转换效率几乎都得到了提高。因此,将光热转换材料拓展到相变储能领域将进一步优化太阳能资源。     

无机物包覆的相变纳米胶囊制备

通过原位聚合法,利用硅酸四乙酯(TEOS)制备壁材,石蜡(18℃)为芯材,得到纳米胶囊。考察了乳化剂用量、醋酸用量、氯化钠添加量对胶囊性能的影响。结果表明,在50 g体系,10 g石蜡、10 g硅酸四乙酯、1.5 g醋酸(10%),15 g PVA(10%)和去离子水56.7%组成下,45℃下反应4 h,所得的乳液纳米胶囊包载量高,胶囊的包埋率高,适于工业应用。     

无机物包覆的相变纳米胶囊制备

通过原位聚合法,利用硅酸四乙酯(TEOS)制备壁材,石蜡(18℃)为芯材,得到纳米胶囊。考察了乳化剂用量、醋酸用量、氯化钠添加量对胶囊性能的影响。结果表明,在50 g体系,10 g石蜡、10 g硅酸四乙酯、1.5 g醋酸(10%),15 g PVA(10%)和去离子水56.7%组成下,45℃下反应4 h,所得的乳液纳米胶囊包载量高,胶囊的包埋率高,适于工业应用。     

上转换@聚多巴胺纳米光热剂的制备及载药与抗菌性能

癌症和致病菌感染成为公共安全健康的严重威胁。采用反相微乳液法对上转换粒子NaYF₄∶Yb, Nd, Er@NaGdF₄∶Nd, Yb包裹聚多巴胺(PDA)并接枝聚乙烯亚胺(PEI),制备了核-壳结构纳米光热剂NaYF₄∶Yb, Nd, Er@NaGdF₄∶Nd, Yb@PDA-PEI,表征了产物的形貌、化学组成、光学性质、光热和药载/释药性能。结果表明,光热剂的光热能力随PDA壳的增厚而增强。在PEI接枝后,光热剂在水中的分散效果获得改善,但光热性能轻微减弱,对盐酸阿霉素(DOX)的载药量高达26.6%,体外药物释放过程具有pH依赖和近红外光响应特征。载带盐酸四环素的纳米光热剂在808 nm激光照射下对大肠杆菌的抗菌活性优于光热剂或盐酸四环素。研究结果为发展应用于抗肿瘤或抗感染治疗的纳米光热剂提供了新思路。     

PEG/GO-CuSO4-硫脲复合相变材料的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)为有机相变成分,通过Cu SO4和硫脲的混合溶液对氧化石墨烯(GO)进行交联改性,Cu2+交联氧化石墨烯(GO)而且引入硫脲对GO表面的羧基进行酰胺化改性,得到GO-Cu SO4-硫脲材料与有机相变组分PEG原位复合,制备PEG/GOCu SO4-硫脲复合定形相变材料。PEG填充量在复合材料中的最大比重可达99%,此时复合材料的熔化焓值达到161 J/g,而且发生相转变时具有形状稳定性。此外,该材料具有较好的导热性能和热能存储功能。储放热速率明显提升,光热转换性能较好,其光热转换与热能存储效率可达67. 2%。     

相变微胶囊改性及其在光热转换中的应用

相变材料微胶囊化为相变材料提供良好密封保护,有效地解决了相变时的体积变化和泄漏问题。但相变微胶囊热导率低、机械强度和热稳定性差、功能单一等问题不容忽视。相变微胶囊改性是解决这些问题的有效途径。本文首先对相变微胶囊的组成、结构及制备方法进行介绍。重点综述了多芯材、多壳层和杂化壳等改性方式的原理及研究进展,概述了不同改性方式和改性材料对相变微胶囊的性能提升和功能拓展,主要包括增强其导热、蓄热能力、热稳定性、力学性能等,并使其多功能化。在此基础上,对改性相变微胶囊在光热转换中的发展做了详细阐述,对光热转换相变微胶囊的光热材料、工作原理和最新进展进行总结。最后讨论了相变微胶囊改性的现存问题和未来发展方向,指出应简化改性过程,加大多功能型相变微胶囊的开发力度,加快推进光热转换相变微胶囊的实际应用。     

具有光热转换相变协同调温功能的PTT纤维及性能表征

采用双组份熔融复合纺丝工艺,设计出皮层具有光热转换功能,芯层具有相变储能功能的皮芯型光热转换相变聚对苯二甲酸1,3丙二醇酯(PTT)纤维,采用扫描电子显微镜、光学显微镜、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热测试仪、热红外成像仪等对光热转换相变PTT纤维的结构与性能进行研究。结果表明:光热转换粉体、相变材料均以分散相形式均匀分散在PTT连续相中,光热转换相变PTT纤维的耐热性未受到明显影响。在调温效果测试中,与光热转换PTT纤维相比,芯层相变材料使光热转换相变PTT纤维的升温与降温速率均较慢,但测试完全结束时,光热转换相变PTT纤维的温度分别比PTT纤维、光热转换PTT纤维高0.7℃、1℃,表现出良好的光热转换、相变蓄能性能,具有较好的温度调节功能。     

聚多巴胺功能化纳米银粒子制备及抗菌性能

采用一步法,以聚多巴胺(PDA)为还原剂和保护剂,制备PDA功能化的纳米银粒子(PDA-nanoAg)。提出PDA-nanoAg合成机理,并考察其在水相中的分散稳定性。通过紫外-可见吸收分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对产物形貌和结构进行表征。采用肉汤稀释法测试PDAnanoAg的抗菌性能。结果表明,所制备的PDA-nanoAg平均粒径为50 nm,具有良好的稳定分散性;对埃希氏大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)的最小抑菌浓度(MIC)为7.56 mg/L,最小杀菌浓度(MBC)为30.24mg/L。     

纳米胶囊相变材料的制备及性能研究

以相变材料A和环己烷为囊芯,三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁材料,采用原位聚合法合成了相变材料纳米胶囊.考察了影响制备纳米胶囊实验条件,通过SEM、DSC、DTA等手段对纳米胶囊相变材料进行了表征.实验结果表明,pH值对纳米胶囊乳液的稳定性影响很大,并影响到纳米胶囊的外观;环己烷的加入对结晶成核有很大影响,有利于获得粒径更小、分布更均匀的纳米胶囊;实验获得的纳米胶囊的粒径主要分布在0.4～1.0μm,且表面光洁且致密,粒径分布均匀,最大相变热为158.6J·g-1.     

癸酸相变微胶囊的制备及热性能

以尿素、甲醛及癸酸为原料,利用原位聚合法制备了脲醛树脂包覆癸酸的相变微胶囊。以芯壁质量比、乳化剂用量、乳化转速及固化剂含量为变量设计正交实验,采用ESEM、FTIR和DSC分别表征癸酸微胶囊的微观形貌、化学结构及热性能,利用渗漏率实验测试癸酸微胶囊的防渗性能。结果表明,m(OP-10)∶m(Span-80)=4∶1的复合乳化剂有利于改善癸酸微胶囊颗粒特性。癸酸微胶囊P(芯壁质量比3∶2、乳化剂用量占芯材质量5%、乳化转速1400 r/min、固化剂间苯二酚用量占尿素质量12%)在微观形貌上分散良好且大小均一,相变潜热为123.91 J/g,渗漏率和包覆率分别为6.95%和69.7%,与癸酸微胶囊S(芯壁质量比1∶1、乳化剂用量占芯材质量6%、乳化转速1100 r/min、固化剂用量占尿素质量10%)相比,癸酸微胶囊P的渗漏率降低了57.2%,包覆率反而提高了132.3%,具有良好的热性能。     

红外隐身用相变微胶囊材料的制备

以丙烯酸为囊壁材料,石蜡为囊芯,采用原位聚合法制备了相变微胶囊材料。利用SEM和FTIR表征了所制备相变微胶囊的形貌和化学结构。相变微胶囊的DSC测试表明,相变温度在37℃左右,相变潜热在144J/g左右,达到了红外隐身所要求的较高热焓值,并将其填充在可控加热的金属板内,红外成像图显示具有明显的降温功能。     

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%。     

氧化石墨烯改性的正十二烷醇相变微胶囊的制备及性能测试

微胶囊化相变材料具有储能密度高、相变恒温、便于储存或运输等特点,在热能储存、输运和利用等领域具有广阔的应用前景.针对传统相变微胶囊含有甲醛及低导热率等问题,以正十二烷醇为芯材、以丙烯酸树脂为壳材,在超声辐照条件下采用悬浮聚合的方法制备了相变微胶囊颗粒,并通过添加氧化石墨烯进行改性.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变...     

乙二醇双硬脂酸酯/PMMA核壳储能微胶囊制备

以BPO-DMA为氧化还原引发剂,在室温下悬浮聚合法制备了核壳结构的乙二醇双硬脂酸酯（EGDS）- PMMA相变材料微胶囊。采用扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TG）表征了核壳结构微胶囊的形貌、化学结构及热性能。结果表明,当BPO加入量为1%,DMA为0.2% 时,所得微胶囊成均匀球形,粒径分布在1～5 μm范围;微胶囊相变潜热随芯壳比的增加而增大,最大相变潜热达85.34 J/g,芯材含量达64.6%,且相变材料的热稳定性显著增强。     

十八烷/PSt相变微胶囊的制备及其热性能研究

细乳液法制备了十八烷/聚苯乙烯(PSt)相变微胶囊,用TEM、DLS和DSC等对微胶囊进行了表征。研究了十二烷基硫酸钠(SDS)的加入量、亲水性单体丙烯酸的加入量、引发剂类型以及苯乙烯与十八烷的加料比对产物形态的影响。研究表明:低的SDS浓度有利于微胶囊结构的形成,产物粒子的平均粒径随SDS加入量的增大而减小;加入亲水性共聚单体丙烯酸可以改善微胶囊的形态,但产物中PSt均相微球增多;使用油溶性引发剂AIBN比使用KPS更加有利于微胶囊的形成;苯乙烯与十八烷的投料比为1∶1时,制备的微胶囊相变焓为111.6 J/g。     

窄粒径分布的液体石蜡相变微胶囊制备及性能表征

目前相变微胶囊的制备普遍采用传统的机械搅拌乳化方法,获得微胶囊的粒径大小难以控制,粒径分布范围较大。本工作采用快速膜乳化技术结合原位聚合法获得窄粒径分布的液体石蜡/密胺树脂相变微胶囊。研究发现,过膜压力和过膜次数对相变微胶囊的粒径大小和分布影响较大,当微孔玻璃膜孔径固定时,调节过膜压力和过膜次数可以控制微胶囊的粒径大小和分布。当使用孔径为10.1 μm的微孔玻璃膜时,采用过膜压力为0.2 MPa、过膜次数为4次时,可以获得粒径分布最窄的液体石蜡相变微胶囊。此时微胶囊的平均粒径为10.84 μm,相对标准偏差仅为0.16,远小于机械搅拌乳化制备的微胶囊的粒径相对标准偏差。且微胶囊表面光滑致密,无明显团聚,具有良好的耐热性能和冷/热循环稳定性,微胶囊包裹率约为80%。此外,快速膜乳化技术的引入大大提高了乳化效率,从而显著提高了微胶囊制备效率,对其他窄粒径分布的低温烷烃相变微胶囊的批量化制备具有重要意义。     

Preparation and properties of disperse dye microcapsules

Microcapsules with a double-layered shell containing disperse dyes were prepared by means of in-situ polymerisation. Factors affecting the release performance of the microcapsules were investigated and the results are presented in this paper. The particle size distribution and thermal properties of the dye microcapsules were also investigated. A multiple-transfer printing technique using such dye microcapsules is proposed.     

Preparation of phycocyanin microcapsules and its properties

Phycocyanin was microencapsulated by an extrusion method using alginate and chitosan as coating materials. This work was aimed to optimize the encapsulation process, characterize the physicochemical properties of microcapsules, and evaluate the storage stability and in vitro release performance. The optimum process conditions for preparing microcapsule gained from the single factor experiments were as follows: alginate content 2.5%, ratio of phycocyanin to alginate 1.5:1, content of calcium chloride 2.5%, and chitosan content 2.0%. Phycocyanin/alginate/chitosan microcapsules (PACM) were found to have compact spherical shape with mean diameters of 1.03 mm, whereas phycocyanin/alginate microspheres (PAM) were internal porous spherical appearances with mean diameters of 1.81 mm. Storage stability study showed that encapsulation by alginate and chitosan conferred greater ability to phycocyanin against temperature during storage. In vitro release study revealed that both PAM and PACM could be resistant against acidic environment, and would rapidly release phycocyanin under mild alkali condition. The sustained-release profile of phycocyanin from PACM was superior to that from PAM.