正十八烷相变纳胶囊/多壁碳纳米管流体的制备及性能表征

采用原位聚合法合成了一种以正十八烷为芯材,密胺树脂为壁材的相变纳米级胶囊;通过超声搅拌将相变纳胶囊和功能化的多壁碳纳米管复合,得到一种稳定的复合相变流体,并通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、Zeta电位和差示量热(DSC)等手段对其进行表征。结果表明:Fenton试剂处理过的多壁碳纳米管表面带有大量的—OH和—COOH等亲水性基团;合成的正十八烷相变纳胶囊为直径200~400nm的表面光滑的圆球形;Zeta电位测试结果显示,当表面活性剂曲拉通X-100和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的用量都为3.3%时,复合相变流体的分散稳定性最好;DSC结果显示,复合相变流体使用前、后烘干物的熔融焓和结晶焓都在110J/g左右。     

不同乳化剂作用下三聚氰胺-甲醛@正十八烷微胶囊相变复合材料微观形貌和热性能

采用原位聚合法,通过改变非离子/阴离子乳化剂组合制备了一系列以正十八烷(OD)为芯材、三聚氰胺(M)-甲醛树脂(F)为壁材的微胶囊相变储能材料,并借助FTIR、SEM、DSC和激光粒度分析仪等手段系统研究了乳化剂复配对M-F@OD微胶囊相变材料微观形貌和相变潜热的影响。结果表明,不同乳化剂组合及掺量对M-F@OD微胶囊相变材料的形貌和性能产生显著影响,当采用非离子和阴离子复合乳化剂时,M-F@OD微胶囊相变材料团聚现象得到明显改善,粒径分布更加均匀,颗粒尺寸进一步细化,粒径大小范围为0.1~1μm,储热能力明显提高,相变潜热达到70.86J/g。     

悬浮聚合法制备相变材料微/纳胶囊

采用悬浮聚合法合成了以正十八烷为囊芯、苯乙烯-新戊二醇二丙烯酸酯共聚物为囊壁的相变材料微/纳胶囊,并通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)等对其形貌、结构、热性能、热稳定性等进行了分析。结果表明,相变材料微/纳胶囊形貌完整、分散性好;相变材料微胶囊热稳定良好,其失重起始温度较囊芯材料提高了近40℃;相变材料微/纳胶囊在降温过程中有不同程度的过冷结晶现象。     

相变材料纳米胶囊的制备与性能

以正十八烷和环己烷为囊芯．三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁材料。原位聚合法合成了平均粒径为0．77um的相变材料纳米胶囊。并在120℃～180℃对其进行热处理30min。通过SEM、DSC、DTA和TG等手段对纳米胶囊的性能进行分析发现。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；环己烷的加入对未经热处理的纳米胶囊的表面形貌没有影响，但对结晶成核有很大影响；热处理温度影响纳米胶囊的热稳定性。在120℃～160℃处理温度范围内．热稳定性随热处理温度升高而升高．热处理温度超过160℃后。继续提高热处理温度．热稳定性降低．其中160℃热处理获得的纳米胶囊的耐热温度在200℃以上。     

相变材料微/纳胶囊的研制及其在红外隐身中的应用

相变材料微/纳胶囊是利用保护性囊壁包裹相变材料制得的微粒,它们在相变材料历经相转变时可以吸收、储存和释放大量的潜热,而本身温度基本不变。本文综述了相变材料微/纳胶囊的主要制备方法及最新研究进展,介绍了它们在红外隐身中的应用,并展望了其应用前景。     

阴离子型聚氨酯制备正十八烷纳米胶囊的方法和性能

以烷烃为相变芯材的纳米胶囊是一种新型的固-固相变材料,其制备方法少且性能不足,一直处在研究阶段。利用阴离子型聚氨酯特殊的分散能力,将正十八烷分散在水中,在苯乙烯的参与下进行悬浮聚合,得到平均粒径在400 nm~750 nm的纳米胶囊。使用动态光散射法对悬浮聚合前后的粒径进行了测试,并用透射电镜和差示扫描量热法对纳米胶囊的形态和热性能进行了表征。发现悬浮聚合后粒径增大不明显,纳米胶囊具有明显的核壳结构,十八烷在其中呈单球形分布或多球分布,相变温度和过冷与纯十八烷基本一致,相变焓达到80 J/g,包裹率达到70%左右。     

含正十八烷微胶囊的储热调温膜性能

在聚丙烯腈-偏氯乙烯(PAN/VDC)共聚物中添加10-40wt%的正十八烷微胶囊制备储热调温膜。研究表明,相变材料微胶囊(MicroPCMs)能够很好地分散在共聚物膜中,正十八烷微胶囊含量为40wt%时,储热调温膜的储热量在30J/g左右,热焓效率约为56%。含30wt%MicroPCMs的膜较参比试样的最大温差可达4.6℃。在正十八烷微胶囊添加量不超过30wt%时,膜的拉伸断裂强度在2.2MPa以上,断裂伸长在1~2.5%。     

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%。     

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SiO2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%.     

预聚合条件对密胺树脂相变微胶囊包覆效率的影响

通过改变预聚合条件制备了一系列密胺树脂相变微胶囊,采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)对其进行表征。探究了微胶囊包覆效率的计算方法,并结合SEM的测试结果,系统地研究了甲醛与三聚氰胺(F/M)摩尔比、预聚合时间和预聚体质量分数等因素对包覆效率(E_n)的影响。实验结果表明,采用DSC-TG联用的方法计算得到的E_n可以更准确地表征相变微胶囊的包覆情况。E_n随F/M摩尔比的增加和预聚合时间的缩短而增大,随预聚体质量分数的增加先增大后减小。当F/M摩尔比为2.5,预聚合时间为30min,预聚体质量分数为10%时,所制备微胶囊的E_n可以达到88.6%。     

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。     

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。     

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。     

硅藻土吸附正十八烷高相变焓复合相变材料的制备及其性能研究

利用硅藻土比表面积大、孔洞多因而吸附性好的特点,吸附正十八烷,制备出形态稳定、高相变焓的硅藻土/正十八烷复合相变材料.利用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌,采用红外光谱法(FTIR)分析材料的微观结构,用热重分析仪(TG)及受热形态变化对其热稳定性进行了表征,用示差扫描量热法(DSC)对其相变温度及相变焓进行了测定.结果表明:制得的复合相变材料的分解温度在240℃以上,当正十八烷的吸附量不超过40％时,在高于相变温度时未泄漏,相变温度在26～31℃之间,并且具有很高的相变焓(131.6～163.3 J/g),是一类形态稳定、相变焓高、热性能良好、应用前景广泛的节能环保材料.     

乙烯基微胶囊相变材料的研究进展

综述了微胶囊相变材料及其特性,介绍了几种常用制备方法和其目前的应用领域,并重点总结归纳了乙烯基系微胶囊相变材料的研究进展,同时指出了目前存在的问题及今后的发展趋势。