相变材料微胶囊的制备及应用

采用原位聚合法合成了以正十八烷为囊芯、三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁的相变材料微胶囊,并用其时棉织物进行了整理.用扫描电镜、激光粒度仪对微胶囊及整理后织物的形貌、粒度进行表征,并时微胶囊及整理后织物的热性能进行了研究,结果表明:微胶囊粒径小,粒径分布窄,具有较高的相变焓;整理后织物具有蓄热调温功能.     

相变微胶囊材料制造技术

技术开发单位航天特种材料及工艺技术研究所技术简介该技术利用微胶囊化技术在固—液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的壳层材料,制成核—壳结构的复合相变材料,即采用"微型容器"封装固—液相变材料。该相变微胶囊材料可解决固—液相变材料易出现的熔融流动、渗透迁移、相分离、腐蚀问题。     

相变微胶囊制备及其性能表征研究进展

相变微胶囊是将相变材料微胶囊化,以改善易泄漏、相分离问题,有效提高相变材料的热性能,是近年来储热领域的研究热点。首先,介绍了相变微胶囊芯材与壳材的选择;其次,从物理法、物理化学法和化学法3个方面分别介绍了相变微胶囊的常用制备方法,如喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、复凝聚法、界面聚合法和微乳液聚合法;再次,分析了相变微胶囊的性能表征,包括物理性能(包埋率、粒径分布)、化学性能(傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射图谱分析)以及热性能(相变储热性能、相变性能、热稳定性);最后,对相变微胶囊的研究进行了总结并提出了展望。     

环己烷对相变材料微胶囊结构与性能的影响

将不同比例的环己烷添加到囊芯正十八烷中，通过原位聚合法合成相变材料微胶囊，并采用SEM、DSC、TG等测试方法对胶囊性能进行研究。结果表明：随着环己烷添加量的增加，经过热处理的微胶囊的凹陷增大，具有凹陷的胶囊数增加，微胶囊的耐热温度也相应地增加；环己烷经过热处理挥发而产生的预留空间对胶囊耐热性的提高起主要作用。     

相变材料微胶囊的制备与性能表征

以乳液聚合获得的苯乙烯（St）与共聚单体甲基丙烯酸（MAA）的共聚物做壁材,包覆相变材料正十八烷制备微胶囊,十二烷基硫酸钠（SDS）作乳化剂,探讨了乳化时间、交联剂、引发剂种类及用量对微胶囊制备的影响;采用扫描电子显微镜、差热-热重分析仪、差示扫描量热仪对制备的微胶囊进行性能表征,得到制备苯乙烯-正十八烷相变材料微胶囊的合适工艺.结果表明：乳化时间30 m in,采用质量分数1.8%的偶氮二异丁腈（AIBN）做引发剂获得的微胶囊,成囊性和分散性好;添加二乙烯基苯（DVB）不利于成囊;微胶囊的壁材有一定的耐热性,且热焓值较理想,相变热焓约137.5 J/g.     

复合芯材相变材料微胶囊的制备及表征

以苯乙烯和甲基丙烯酸单体形成的高分子聚合物作为壁材,正十六烷和硬脂酸丁酯作为复合芯材,运用乳液聚合法制备双芯材相变材料微胶囊.以吐温-20为乳化剂,探讨了引发剂种类、引发剂用量和乳化剂用量对微胶囊制备的影响.对制得的相变材料微胶囊进行性能测试,表征其表面形貌、粒径大小及分布,分析其热性能和热稳定性,并计算其产率、包含量和包覆率等.结果表明:采用质量分数为1.7%的过硫酸钾为引发剂和质量分数为2.2%的吐温-20为乳化剂获得的微胶囊,表面形态稳定、光滑、饱满,粒径均一;微胶囊的热焓值较理想,相变温度为17.23℃,相变焓为54.06 J/g.     

微胶囊相变储能材料的制备和表征

以硬脂酸丁酯为囊芯,甲醛-三聚氰胺树脂为囊壁,采用原位聚合法合成了具有相变储热功能的微胶囊材料.采用光学显微镜观察微胶囊的形成过程,扫描电子显微镜和红外光谱表征微胶囊的表面形貌特征与化学结构.微胶囊表面粗糙,能够与建筑材料形成良好界面,在水泥和涂料等建筑材料中分布均匀,不破碎.采用DSC分析微胶囊储能材料的储热效果,硬脂酸丁酯/MF微胶囊储能效果明显,可以用于设计储能建筑材料.采用水化热测试仪研究该微胶囊对水泥水化热的影响,结果表明,储能微胶囊能降低水泥水化放热峰,提升放热低谷,提前第二放热峰的出现.储能微胶囊对水泥总体放热量影响较小,对水化热放热速率有明显影响,可用于混凝土水化过程中材料内部温度的控制.     

相变储能材料的研究进展

介绍了相变储能材料的分类和特点,以及国内外最新的研究进展;讨论了相变材料的制备方法、模拟研究和存在的问题;提出了相变储能材料模型;探讨了相变材料在建筑领域的应用和发展前景。     

微胶囊相变材料制备及其在红外隐身涂料中的应用

为了有效提高红外隐身涂料的性能,采用微胶囊技术对相变材料进行封装,将其制成红外隐身涂料并应用于军事目标中,以控制目标表面热惯量及表面温度,消除或降低目标与背景的红外辐射差别,从而实现对背景红外特征的模拟。根据一般目标表面温度和相变材料所满足的条件,分别以聚酰胺为囊壁材料,正十四烷、正十八烷、石蜡为囊芯制备了3种不同相变温度的微胶囊相变材料,经过性能测试符合预期要求。并将其制成红外隐身涂料后涂覆在卡车模型上,结果表明,在荒漠丘陵热图背景下,明显提高了目标的红外隐身性能。     

石蜡相变调温微胶囊的制备及性能

采用类核壳乳液聚合法,以石蜡为芯材、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物为壁材,制备了具有相变储能功能的微胶囊。研究了无机分散剂、反应搅拌速率、芯壁用量比、壁材单体配比等参数对微胶囊性能的影响;采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、马尔文激光粒度仪、差式扫描量热仪及热重分析仪等对微胶囊的性能进行分析。研究结果表明:反应体系中添加无机分散剂后,微胶囊的平均粒径明显减小;最佳工艺条件下制备的微胶囊的平均粒径为37.8μm,产率为96.4%,芯材含量为54.26%,耐受温度为190℃。     

硅系相变材料的研究进展

阐述了硅系相变材料的研究热点和应用前景.通过原位变温X线衍射(XRD)检测技术,揭示了硅系相变材料在变温过程中的物相结构变化.升温时,硅系相变材料由非晶态转化为晶态,电导性增加;降温时,由晶态转化为非晶态,电导性下降,这对相变储存器存储与擦除技术的实现起关键作用.     

复合纳米铝和羧基化碳纳米管相变微胶囊的制备及特性

采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材、复合纳米铝(Al)及羧基化碳纳米管(C-CNT)的相变微胶囊(MPCM)。测试分析了无添加剂、只复合单一物质以及同时复合Al和C-CNT的MPCM的外观、粒径、导热系数、过冷度以及悬浮液物理稳定性。结果表明:制备的MPCM成型良好;添加剂提高了微胶囊的导热系数,降低了过冷度,与Al相比,C-CNT的改善效果较为明显;添加质量分数为2%CCNT和4.5%Al调节微胶囊密度接近基液密度,实现了悬浮液48 h不分层。     

相变储能材料应用研究

根据相变材料的分类及其特点,介绍了相变材料在太阳能、建筑、纺织行业、农业等工业与民用方面的应用,概括和评述了相变储能复合材料的制备方法及其研究进展,指出当前存在问题以及目前值得深入研究的课题。     

不同方法制备LiNO3NaCl/EG复合相变储热材料的热物性分析

选用LiNO_3-NaCl(87:13)二元混合相变熔盐作为相变材料,高导热系数的膨胀石墨作为复合基载材料,分别采用机械混合熔融法和超声波粉碎法制备了LiNO_3-NaCl/EG复合相变材料。通过热重及同步热分析仪对复合材料的热物性进行了测试分析。进而比较了不同制备方法的优缺点,并通过相变理论对材料的相关物性进行了分析。     

石蜡基复合相变储能材料的研究进展

石蜡类有机物用做相变储能材料具有相变焓高、相变温度范围广、价格低等优点,但其较低的导热系数限制了吸／放能效率的提升。添加高导热物质合成复合相变材料,用以强化石蜡类有机相变材料传热能力是非常有前景的研究方向。评述了多种石蜡基复合相变材料的合成方法及热学性能,并展望了石蜡基复合相变材料的发展趋势。     

低熔点石蜡微胶囊保温砂浆的热性能

以低熔点石蜡微胶囊为相变材料,制备石蜡微胶囊保温砂浆。测试了保温砂浆的热焓、相变温度、导热系数和相变蓄热性能。结果表明：石蜡微胶囊保温砂浆具有良好的蓄热、调温功能和较长的热循环寿命,砂浆体系的相变温度为33℃,相变潜热13.42J/g;随着偶联剂和粘结剂掺量的增加,保温砂浆的导热系数呈下降趋势;随着石蜡微胶囊掺量增加,保温砂浆的导热系数先减后增;与空白试件相比较,相变蓄热砂浆的升降温速率明显要滞后,呈现出较好的蓄热、调温性能。     

微胶囊自调温相变涂料的制备及表征

采用溶剂挥发的方法,以聚甲基丙烯酸甲酯为胶囊壁材,对CaCl2.6H2O进行包覆制备微胶囊相变材料。讨论了壁材、芯材质量比对微胶囊相变材料性能的影响。将微胶囊相变材料加入到内墙涂料中制成自调温涂料,并对其性能进行测试,结果表明,涂料中的微胶囊粒径均匀、壁材完整;相变焓随着微胶囊质量分数、涂料放置时间的不同而有微小改变。     

Experimental Research of Electronic Devices Thermal Control Using Metallic Phase Change Materials

A Phase-change thermal control unit （PTCU） filled with metallic phase change material （PCM） Bismuth alloy for electric d~;vices thermal protection was developed and investigated experimentally. The PTCU filled with PCM was designed and manufactured. Resistance heating components （RCHs） produced 1 W, 3 W, 5 W, 7W, and 10 W for simulating heat generation of electronic devices. At various heating power levels, the performance of PTCU were tested during heating period and one duty cycle period. The experimental results show that the PTCU delays RCH reaching the maximum operating temperature. Also, a numerical model was developed to enable interpretation of experimental results and to perform parametric studies. The results confirmed that the PTCU is suitable for electric devices thermal control.     

聚乙二醇单甲醚固-固相变材料的合成与性能测试

为得到相变温度较低,相变焓较高的相变材料,以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、新戊二醇(NPG)为硬段,合成聚氨酯固-固相变储能材料.利用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、红外光谱(IR)、偏光显微镜(POM)分析了材料的形态结构和相变行为.结果表明:所制备的相变材料具有良好的固-固相变储热性能,相变焓达到146.6 J/g,相变温度为43.92℃,且具有很好的热稳定性.相过程的变实质是相变材料中的软段MPEG在结晶态与为非晶态之间相互转化的过程.