石蜡相变微胶囊及蓄热调温织物的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯和哌嗪为壁材单体,30#相变石蜡为芯材,采用界面聚合法制备出一种新型聚脲相变微胶囊,将此相变微胶囊加入到涂层整理液中制备出蓄热调温棉织物。考察了制备条件对微胶囊成形和粒径大小的影响:微胶囊形态随水相单体浓度的增大而改善,粒径随乳化速度的增大及乳化剂浓度的增大而减小。在哌嗪质量分数为1.0%、乳化剂OP质量分数为2.0%、乳化速度为5 000 r/min的条件下制备出的相变微胶囊粒径均匀,成形良好,平均粒径为10.6μm。微胶囊涂层织物具有良好的蓄热调温性能。     

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.     

有机相变储热复合材料的储/放热性能研究

以高孔隙率泡沫石墨材料作为骨架在真空环境下吸附石蜡,制备而成新型有机相变储热复合材料。利用HotDisk热常数分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了其热性能,结果证明复合材料的导热能力得到了极大强化。对分别填充了复合材料和纯石蜡的以水作为热媒的储热槽进行了实验研究,重点考察了两者在储热和放热过程中的温度均匀性、储能速率及泡沫石墨对石蜡相变的影响,同时就泡沫石墨的孔隙率大小对复合材料导热性能和储能速率的影响规律进行了对比分析。研究表明,复合材料的相变温度区间基本不变,导热性能提高了21倍,相变时间缩短了56%以上,相变界面移动加快,储热槽的储热、放热性能和储能密度有了很大提高;不同孔隙率会影响复合材料的导热系数、储能速率和储能容量,在提高储能速率和保证储能容量两者之间,选择孔隙率为91%的泡沫石墨作为复合材料骨架应是一最佳值。     

聚苯乙烯包覆石蜡相变微胶囊的制备及性能分析

采用悬浮聚合法制备以聚苯乙烯为壁材,58#石蜡为芯材的相变微胶囊。考察了乳化时间、交联剂二乙烯基苯（DVB）的配比、聚合时间以及芯壁比对微胶囊性能的影响,采用傅立叶红外光谱仪、场发射扫描电镜、差示扫描量热仪、热重分析等手段对微胶囊的化学结构、表观形貌、储热性能以及热稳定性等进行了表征。结果表明,乳化时间对微胶囊的热性能影响不大;单体St与交联剂DVB的质量比为6∶1制备的微胶囊的形貌较佳,缩皱和碎屑明显减少;聚合时间为3 h制备的微胶囊形貌较好、大小相对均一、相变潜热和芯材石蜡质量分数相对较高;而随着芯壁比的增大,芯材石蜡质量分数相继增大,其中芯壁比为3∶1制备的微胶囊相变潜热增大到125.2 J/g,芯材石蜡质量分数高达80.9%,且热稳定性好。     

十二醇相变储热微胶囊的制备及其热性能研究

针对相变材料在单独使用时不易储存、导热率低和相分离等问题,实验采用三聚氰胺/甲醛树脂为壁材、十二醇为芯材,采用原位聚合法制备相变微胶囊．讨论了反应时间、乳化剂用量及芯材比对微胶囊的包覆率及相变潜热的影响．采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）表征了微胶囊的结构,利用扫描电子显微镜（SEM ）、差示扫描量热仪（DSC ）和热失重分析（TGA）对微胶囊试样的表面形貌、相变潜热及热分解性能进行了研究．实验结果表明：当温度为70℃时,乳化剂相对相变材料质量分数为4．0％,芯材投料质量分数为50％,乳化搅拌速度为3000 r/min ．所制备的相变储热微胶囊相变潜热达为64．03 J/g ,相变温度为25．08℃,热稳定性良好．     

乳液聚合法制备石墨烯改性MUF/石蜡相变材料微胶囊

以石蜡为芯材,MUF树脂为壁材,石墨烯作为改性添加剂,采用乳液聚合法制备相变微胶囊。采用FI-IR,FE-SEM,DSC,TG等测试方法对相变微胶囊的形貌和热性能进行表征,并讨论了微胶囊制备工艺中的乳化转速与相变微胶囊粒径分布的关系,建立了高斯分布模型。结果表明:微胶囊呈圆球状,表面较为光滑。其囊壁约为75 nm,且具有较好的弹性。微胶囊的粒径分布基本服从于高斯分布。微胶囊的平均相变潜热为144.1 J/g,对石蜡的包覆率为64.3%,且无明显的过冷现象,经过120次热循环测试后质量的衰减率为1.88%,对石蜡起到了明显的保护作用。     

丙烯腈/丙烯酸甲酯与相变微胶囊共混物薄片的制备及性能表征

采用水相沉淀聚合法制备相变材料微胶囊质量分数为0%～25%的丙烯腈/丙烯酸甲酯共聚物的混合物,经熔融压制成厚度为1 mm的薄片;分别采用差示扫描量热分析仪(DSC)、X-射线衍射分析仪(XRD)、动态热机械性能(DMA)和扫描电子显微镜观察(SEM)对混合物薄片的结构和性能等进行分析测试.结果表明:相变材料微胶囊的加入使混合物薄片的玻璃化转变温度升高,薄片的熔融焓和结晶焓随微胶囊含量的增加而增大.     

中温相变微胶囊研究现状与进展

总结了中温相变微胶囊的制备及理论研究方法,并对相变微胶囊壁材的实验研究文献进行了总结,同时根据中温相变微胶囊的应用领域对相关文献进行了分类和总结。在相变微胶囊制备中,在外壳材料中添加纳米粒子、使用改性材料或添加交联剂可有效增强相变微胶囊的性能;相变微胶囊的理论研究多针对于相变微胶囊与流体结合、相变微胶囊添加到织物中的特性分析,对余热利用、蓄放热装置应用的理论研究较少;相变微胶囊的外壳材料和囊芯材料种类繁多,其中外壳材料以树脂类材料居多,囊芯材料以石蜡居多;中温相变微胶囊具有很高的蓄热能力,主要应用在可再生能源消纳、余热利用领域。     

正十四醇相变微胶囊的储能调温性及其在棉织物上的应用

以相变材料正十四醇为芯材,苯乙烯和丙烯酸丁酯的共聚物为壁材,采用细乳液聚合法制备相变微胶囊。应用马尔文激光粒度仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和热重分析仪表征微胶囊的粒径、表面形貌、相变潜热和热稳定性。以正十四醇相变微胶囊乳液对棉织物进行浸渍整理,应用热红外成像仪、织物风格仪和透气量仪表征棉织物的调温性能、手感度和透气性。研究结果表明:当芯壳比为1∶1时,可得到平均粒径为463nm且球形度良好的正十四醇相变微胶囊,其峰值相变温度为40.95℃,相变潜热为77.8J/g;整理后棉织物的相变潜热可达2580J/(g·m2),表现出了明显的调温性能,且整理后棉织物的手感度下降幅度较小,但透气性明显降低。     

平板微热管阵列相变蓄热装置蓄/放热性能

为提高相变蓄热装置的性能,基于平板热管技术设计了一套相变蓄热装置,将熔点58益的工业石蜡作为该蓄热装置的蓄热材料,对平板微热管阵列在蓄/放热过程的均温性能、蓄热装置内部石蜡温度变化以及蓄热装置的蓄/放热效率进行实验分析,同时对不同供/取热流体温度和流量的实验条件下蓄热装置蓄/放热特性进行研究.结果表明：平板微热管阵列在蓄/放热过程中性能稳定,蓄热装置蓄/放热效果良好;在供/取热流体流量为2.0 L/min,供热流体温度为80益,取热流体温度为20益的实验条件下,计算得到该蓄热装置平均蓄热功率、放热功率分别为662、764 W.     

新型相变微胶囊的性能优化研究

对应用于太阳能PV/T(photovoltaic/thermal)集热系统的相变微胶囊进行热物性的研究.使用激光导热仪对相变微胶囊进行导热系数的测试,并使用差式扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,DSC)对相变微胶囊的相变潜热进行测试.试验采用控制单一变量法,分析乳化剂种类、超声震荡时间、溶液pH和乳化剂质量对相变微胶囊的相变潜热的影响.通过研究得出,当以十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,其添加量为0.45g,超声震荡时间为10 min,溶液pH为3.5,核壳比为1∶1时,制备的以二十二烷为核、二氧化钛为壳的相变微胶囊的热物性最佳.     

石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料的合成及其热物性

通过原位化学沉积的方法制备了石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及X射线衍射仪(XRD)等方法测定分析了该复合相变材料的微观表面形貌、化学构成和晶体结构;采用差示扫描量热计(DSC)、热导率仪和热重分析仪(TGA)法测试分析了该复合材料的相变特性、热导率以及热稳定性等热物性。结果表明:原位化学沉积方法可成功制备石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料,且石蜡@SnO_2-Al_2O_3复合材料具有明显的核壳结构;石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料的相变潜热为85.14 J/g,该复合材料的热导率有明显提高,并在190℃以下表现出优异的热稳定性能。     

自调温涂料用石蜡相变微胶囊的制备与性能分析

为防止石蜡类相变材料在使用过程中发生泄漏,以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯为壁材原料,采用悬浮聚合法对石蜡进行包覆,制备了相变温度为25℃、相变潜热值为83.3 J/g、耐热温度为150℃的石蜡相变微胶囊,并将其添加到水性硅丙树脂中,得到了具有调温功能的涂料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、差热扫描量热仪、热重分析仪等分析了分散剂浓度、引发剂浓度以及芯材比等因素对石蜡相变微胶囊形貌、热性能、热稳定性、芯材含量的影响;采用涂层附着力测试仪、铅笔划痕实验仪和自制的模拟装置研究微胶囊在水性硅丙树脂的添加量对涂料漆膜的附着力、硬度和调温性能的影响。研究表明:当分散剂马来酸酐共聚物钠盐(NaSMA)质量浓度为10%、引发剂过氧化十二酰(LPO)质量浓度为2%、芯材质量与壁材单体投入质量比为2∶1时能够得到球型规整,分散性好、芯材含量高的石蜡相变材料微胶囊,石蜡相变微胶囊在水性硅丙树脂中最佳的添加量为15%。     

十八酸对正十八烷微胶囊的过冷行为及性能的影响

为了抑制正十八烷相变材料微胶囊的过冷行为,利用原位聚合法制备了添加十八酸的以正十八烷为芯材、氨基树脂为壁材的相变材料微胶囊,并利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、冷场扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)和X-射线衍射仪(XRD)等手段对微胶囊的结构、形貌、热性能及结晶性能等进行表征.结果表明:十...     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

石蜡基纳米金属复合相变材料热性能的实验研究

以石蜡为复合相变材料的基体,分别添加氧化铜、二氧化硅和氧化锌的纳米颗粒通过两步法制备多种石蜡基纳米金属复合相变材料。通过改变所添加纳米金属颗粒种类、质量分数和颗粒粒径,对比分析实验模型内复合相变材料蓄放热过程的温度曲线,来探究以上参数对复合相变材料热性能的影响。结果表明,通过添加纳米金属颗粒的方式能够有效提升石蜡的蓄放热性能,添加氧化铜颗粒的效果要优于氧化锌颗粒和二氧化硅颗粒;复合相变材料的导热系数和动力黏度均随颗粒浓度的增加而增大,两者共同决定着复合相变材料的换热过程能否被强化;纳米金属颗粒的粒径越小,越有利于增强对复合相变材料的热性能,添加30 nm粒径纳米颗粒相对于100 nm粒径纳米颗粒蓄热速率能提升26%,放热速率能提升41%。     

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。     

碳纳米管复合相变微胶囊的过冷性

采用原位聚合法合成了以溴代十六烷为囊芯、三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁、掺杂多壁碳纳米管(CNT)的复合相变微胶囊;采用扫描电镜表征微胶囊的形貌,用差示扫描量热法( DSC)分析微胶囊的热性能,并对不同CNT的用量、不同甲醛/三聚氰胺摩尔比对包裹率、过冷度的影响进行了研究.结果表明:碳纳米管复合相变微胶囊的外观呈圆球形,其平均粒径为2.47～5.44 μm;加入CNT后,微胶囊的包裹率略有降低,从75%降低到62%,但随着CNT用量的提高可显著调节微胶囊的结晶温度,并使过冷度从9.77℃降低到6.84℃.     

P(St-co-MAA)包覆十八烷复合相变材料微胶囊的制备与表征

以十八烷和硬脂酸丁酯为二元复合相变材料、苯乙烯和甲基丙烯酸的聚合物为壁材,通过分散聚合法制备了相变材料微胶囊,并通过SEM,DSC,TG和FTIR等手段对制备的微胶囊进行结构性能表征,并讨论了乳化剂种类及用量对相变微胶囊形貌的影响.结果表明:微胶囊呈球形、分散性好,且具有一定的耐热性能,熔融相变温度为21.6℃,发生熔融相变的温度范围为15.7~27.3℃,温度差为11.6℃,热焓值约为103 J/g.微胶囊经100次反复发生相变,质量损失仅为1.64%.与之前研究过的硬脂酸丁酯相变材料微胶囊相比,相变温度范围扩大了3.2℃,热焓值高出47.6 J/g,改善了单一相变材料的相变温度过窄的问题,且提高了热焓值,相变储热效果明显.     

不同乳化剂种类和浓度对正十八烷@碳酸钙相变微胶囊的性能影响

采用自组装法成功制备了以正十八烷为芯材,碳酸钙(CaCO3)为壁材的相变微胶囊复合材料.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了相变胶囊的化学组成和形貌,差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和导热系数仪(TCM)对其热性能进行了表征.制备过程中,乳化剂的种类与浓度...