聚苯乙烯/石蜡相变储能微胶囊的制备和表征

采用类悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/石蜡相变微胶囊,用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差热扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TG),对微胶囊的化学结构、表面形貌、潜热值及耐热性进行了分析。结果表明,微胶囊制备过程中壁材不与芯材发生反应,微胶囊的表面有大小不均的微孔;石蜡含量为20%~50%的微胶囊壁材对芯材保护效果较好;当石蜡含量提高到60%时,微胶囊的形貌变得不规则;微胶囊的相变潜热值达到92.4 J/g,具有较好的相变储能效果;TG测试表明微胶囊壁材对芯材有保护作用。     

壁材掺杂碳纳米管的相变微胶囊的制备及热性能研究

通过原位聚合法合成了以石蜡为芯材,密胺树脂为壁材,壁材掺杂碳纳米管(CNTs)的相变材料微胶囊。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等分别对微胶囊的储热性能、热稳定性能、表面形貌和分子结构进行了表征。通过分散性实验证明了改性后的碳纳米管分散性明显提高,讨论了不同CNTs加入量对微胶囊表面形貌和热性能的影响。结果表明,加入CNTs后,微胶囊的表面变得相对光滑;随着CNTs添加量的增加,微胶囊的包裹率从60.60%增大到了72.35%,微胶囊的导热系数从0.255 W/(m·K)增大到0.356 W/(m·K),同时微胶囊的稳定性也明显提高。     

基于响应面优化的石蜡相变微胶囊的性能评价

采用响应面设计优化石蜡相变微胶囊的制备工艺参数,建立预测模型,确定优化工艺条件。利用扫描电镜(SEM)、差示量热扫描仪(DSC)、导热系数测试仪以及热重分析仪(TG)对优化工艺条件下制备的石蜡相变微胶囊的形貌和化学结构、包覆性能、热性能及稳定性进行评价。结果表明,微胶囊呈完整的球形,表面光滑,有少量粘连情况,且包覆性能良好,芯材含量为75. 77%(质量分数);相变潜热为105. 93 J/g、导热系数为0. 152 6 W/(m·K);微胶囊热分解温度提高到300℃以上;将微胶囊升温至熔点以上,微胶囊体积无变化。上述研究表明微胶囊化处理可以明显增强石蜡的热稳定性和体积稳定性。     

界面聚合聚脲/聚氨酯双层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,采用界面聚合制备双层微胶囊相变材料,其外壳体为甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二乙烯三胺(DETA)反应形成的聚脲壳层,内壳体为TDI与聚丙二醇2000(PPG2000)反应形成的聚氨酯壳层。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜等分别对微胶囊的热性能、表面形态做了研究和分析。结果表明,所制备的双层微胶囊表面光滑致密,相变温度24.1℃,相变热85 J/g。所制备双层微胶囊的致密性和耐热稳定性均比单层微胶囊有很大程度的提高。     

潜伏性热释放2PZ-PS-co-MAA微胶囊固化剂的制备与性能

以2-苯基咪唑(2PZ)为芯材,苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物(PS-co-MAA)为壁材,采用溶剂挥发技术,成功地制备了一种新型潜伏性热释放2PZ-PS-co-MAA微胶囊固化剂。通过红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、粒度分析仪和差示扫描量热仪(DSC)对微胶囊固化剂的化学结构、芯材含量、表面形貌、粒径分布及固化性能等进行了表征。所制备的微胶囊固化剂表面光滑,粒径分布较窄,平均粒径约为15.60μm,壁材厚度约为0.5μm,芯材2PZ含量约为39.19%。由微胶囊固化剂与环氧树脂E-51制备的单组分胶粘剂,具有优良的固化特性和潜伏性能,可在100℃,30 min内实现固化,室温储存期可达32 d以上。     

面向建筑的石蜡微胶囊制备与表征

以甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯共聚物P(MMA-co-MA)为壁材,以石蜡为芯材,采用乳液聚合法制备了适用于建筑围护结构的相变材料微胶囊(MEPCM)。利用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、激光粒度分析仪对产品的表面形貌、热物理性能、化学结构、粒径等进行了表征。探讨了十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、辛烷基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)对微胶囊形貌的影响。结果表明,以OP-10为乳化剂,芯壳质量比为1.2∶1时,可获得平均粒径为252.17 nm,相变温度为25.12℃,焓值为61.28 J/g,包裹率为71.29%,表面规整均一的球形微胶囊。产物相变温度处于人体舒适范围内,且相变焓值较大,适用于建筑节能。     

反应性乙烯基硅油/聚脲甲醛自修复微胶囊的制备

以聚脲甲醛为囊壁、乙烯基硅油(DY-V401-310硅油)为囊芯,采用原位聚合法成功合成了具有自修复功能的新型微胶囊-聚脲甲醛包覆乙烯基硅油微胶囊.研究了搅拌速度和表面活性剂对微胶囊物理性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(MS)、激光粒度分析仪和红外光谱(FTIR)对微胶囊的表面形貌、粒径尺寸与分布及其化学结构等性能进行了研究.结果表明,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和明胶均对微胶囊的形成有积极作用,SDBS所制备的微胶囊粒径更小.当SDBS的加入量为1%(质量分数)时,在搅拌速度为600r/min的作用下,可得到平均粒径为123μm、较为理想的微胶囊.     

纳米SiO_2和石墨改性相变储热微胶囊的研究

以固体石蜡为相变芯材,三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂为囊壁,采用原位聚合法制备了微胶囊型相变储热材料;并针对该相变材料热导率低及亲水性差缺点,用石墨和纳米SiO2对芯材和微胶囊进行了导热性和表面性能的改性研究。采用光学显微镜(OM)、红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)等对产品的表面形态、化学结构、热性能等进行了测试和表征。结果表明:石蜡微胶囊化后能保持原有的储热特性,相变焓为47.5J/g;球状微胶囊平均粒径为45μm,表面粗糙,石蜡包封率达80%;纳米SiO2改性后微胶囊亲水性、耐热性能、机械强度均增强;石墨改性后导热性提高。     

光引发聚氨酯微胶囊的制备及涂层自修复性能

以聚氨酯丙烯酸酯RJ423、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、光引发剂1173为芯材，以六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)和聚乙二醇(PEG2000)为单体合成聚氨酯壁材，采用界面聚合法制备了光引发聚氨酯自修复微胶囊。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、激光粒度分析仪以及万能拉伸试验机分别对微胶囊的结构形貌、热稳定性、粒径分布及涂层力学性能进行了测试与表征。结果表明，当芯壁比1∶1.5,乳化剂浓度1%,均化速度8000r/min,制备的微胶囊为规则的球形，且表面形貌规整，产率和包覆率分别达到52.14%、48.36%。且微胶囊均匀地分在在乳胶膜中并具有良好的自修复性能，并且在微胶囊含量为4%时乳胶膜的力学性能和自修复性能最佳。     

氧化石墨烯改性石蜡相变微胶囊的制备及性能研究

采用悬浮聚合法制备了以氧化石墨烯改性甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物为壁材,固体石蜡为芯材的相变储热微胶囊。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)等手段对微胶囊的表面形貌、化学结构及热性能等进行了表征和测试。结果表明:当芯壁比为4∶10,氧化石墨烯含量为0.6%(质量分数)时,氧化石墨烯在壁材中分布均匀,微胶囊的平均产率为87.41%,平均包覆率为71.06%。微胶囊呈规则球形,平均粒径为200μm,相变焓为73.5J/g。经改性后,微胶囊热性能增加,机械强度提高。     

环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能

以一步原位聚合法制备芯材为环氧树脂（E-51）,壁材为脲醛树脂（UF）的E-51-UF微胶囊。采用FTIR、SEM、TG、粒度分析仪等分别对E-51-UF微胶囊结构、表面形貌、耐热性和粒径分布进行了表征。以E-51-UF微胶囊为核,固化剂2-甲基咪唑（2-MI）为壳通过共混复合,得到E-51-UF@2-MI复合微胶囊。将E-51-UF@2-MI微胶囊填充到E-51基体中,制备了E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸试样、弯曲试样和梯形双悬臂梁（TDCB）修复试样,并采用电子万能试验机测试其性能。分析了填充E-51-UF@2-MI微胶囊质量分数对E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料力学性能及自修复性能的影响。结果表明:制备的E-51-UF微胶囊呈现规整球形结构,平均粒径为130 μm,耐热温度达364℃;E-51-UF@2-MI复合微胶囊质量分数为10wt%时,E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸强度达到最大值,为31.17 MPa,弯曲强度为66.77 MPa,最大修复率为90.1%。      

自修复微胶囊复合材料的制备及力学性能研究

为了提高树脂基复合材料的使用寿命,以脲醛树脂为壁材,双环戊二烯为囊芯,通过原位聚合法制备了内含修复液的微胶囊,探讨了反应过程中脲醛量比及乳化剂用量等对微胶囊表面形貌和结构的影响.通过优化工艺条件制备出表面致密的微胶囊,并将微胶囊埋植在环氧树脂基体中制备复合材料.采用扫描电镜对胶囊进行形貌表征,运用快速傅里叶变换红外光谱...     

基于自修复涂料的脲醛树脂微胶囊的制备及其表征

目前,关于包覆桐油的脲醛树脂微胶囊用于自修复涂料的制备研究较少。以桐油为芯材,采用原位聚合方式在桐油表面制备了脲醛树脂微胶囊;采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、热重分析仪(TGA)以及红外光谱(IR)对胶囊的微观形貌、热稳定性及化学结构进行了表征。结果表明:当预聚合反应p H=8.5,采用OP-10作为乳化剂,其用量为芯材质量的5%,搅拌转速为900 r/min,并控制酸化时间为90 min时,可制得外形完整、尺寸均匀的球形微胶囊,微胶囊表面略粗糙,其直径约为200μm,包封闭率达85.1%,其初始热分解温度为205℃左右。     

Surface-engineered Microcapsules by Layer-by-layer Assembling for Entrapment of Corrosion Inhibitor

Microcapsules containing core materials are promising component for developing self-healing coatings.In the present work,urea-formaldehyde capsule containing core material with size of micrometer was prepared by in-situ encapsulation method.The morphology of the microcapsules was characterized by scanning electron microscopy.A corrosion inhibitor,benzotriazole,was successfully loaded on the outside of microcapsules by layer-by-layer assembling using polyelectrolytes.Thus,the modified microcapsules are promising to provide healing ability combined by release of interior core material and exterior corrosion inhibitor.     

Self-healing of mechanical damage of polyethylene/microcapsules electrical insulation composite material

Polyethylene (PE) cable has become an important carrier of the modern power grid due to its excellent electrical insulation performance. However, small damages can inevitably occur during the preparation and operation of the materials, which can distort electric field and trigger discharge, seriously threatening power supply safety. The self-healing of insulation materials by doping microcapsules is a new research innovation. In this paper, the self-healing PE/microcapsules insulation composite material was prepared, and the self-healing behavior of mechanical damage was emphatically analyzed by scratch damage test and crack propagation simulation. The results show that the composite material with 1 wt% microcapsule has better insulation strength. Moreover, the composite material can fill the defective structures, restore local electrical properties, and reverse the deterioration process of the material. The properties of PE/microcapsules composite material are mainly related to the characteristics of the microcapsule itself and the interface introduced by the microcapsules. The properties of the repaired product can directly affect the recovery degree of the damaged area. The stress action during damage can smoothly trigger its self-healing behavior. In conclusion, the PE composite material doped with 1 wt% microcapsules can achieve a good self-healing effect on mechanical damage.

     

水泥石自修复用聚脲甲醛微胶囊的制备及性能

采用原位聚合法制备聚脲甲醛包覆水性环氧树脂微胶囊,测定其产率及含芯量,表征了表面形貌及化学结构,并考察了微胶囊水泥石修复性能。结果表明:芯壁比为2.4∶1时微胶囊最佳,含芯量达76.1%,粒径约为200μm;微胶囊掺量为1%时,水泥石同时具有良好的压缩强度和修复性能,极限预破坏修复率为87%;预破坏程度为60%时,修复率最高;微胶囊粗糙蓬松的外壁与水泥石基体有良好的胶接性,内壁厚约0.5μm,易在水泥石基材中发生应力撕裂而发挥修复作用。     

尿素三聚氰胺甲醛三组分复合树脂包覆苯乙烯微胶囊的制备研究

针对热塑性材料的自修复,以尿素、三聚氰胺、甲醛共聚物为囊壁,苯乙烯为囊芯合成了包覆苯乙烯的改性脲醛树脂微胶囊,并采用红外光谱、扫描电子显微镜、纳米粒度电位仪等分析了微胶囊的化学成分及表面形貌,发现其表面粗糙致密,形状基本呈球形,粒径分布较集中,包封率为72%,有望应用于自修复材料。     

纳米微球在生物医药领域的应用

纳米微球技术是近年来在生物技术应用中最为热门的前沿技术之一。各种微球产品的应用给生物技术研究带来了新的课题,形成了众多新的研究领域。从生物技术的发展现状和未来方向出发,对纳米微球在生物医药研究中几个重要领域的应用前案进行了综述。     

高分子材料自修复机理的研究进展

综述了高分子材料自修复的各种机理:基于微胶囊和液芯纤维的第一代自修复高分子;基于类毛细血管结构的第二代自修复高分子;基于可逆共价键的分子自修复机理;基于可逆非共价键的分子自修复机理;基于纳米粒子和离聚物的自修复机理;以及外力感应型自修复机理。重点介绍了各种机理的化学过程、特点和自修复效率。最后,展望了自修复高分子材料的发展前景。