水合盐相变微胶囊的制备及在调温织物中的应用

以Na_2HPO_4·12H_2O为芯材,尿素-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备无机芯相变微胶囊。借助生物显微镜、差示扫描量热仪(DSC)研究了相变微胶囊的表面形貌和储热性能。采用涂层整理工艺将其用于制备调温织物,并对整理织物的调温性能进行测试。结果表明:所得微胶囊呈规则圆球形,相变温度为51.83℃,相变潜热为27.82 J/g;与未整理织物相比,整理织物的降温速率明显减缓,当涂层整理液中相变微胶囊质量分数为15%时,整理织物的保温性能最佳。     

复合脂肪醇储能微胶囊的表征与应用

采用原位聚合法,以密胺树脂为壁材,复合脂肪醇为芯材,成功制备了相变储能微胶囊。粒径测试仪测出其平均粒径为5.253μm;扫描电镜图片显示,制备出的微胶囊分布均匀、结构完整;红外光谱曲线(IR)对比可以看出,芯材已经被壁材密胺树脂包封;微胶囊样品的差热扫描(DSC)测试结果表明,其相变焓为122.5 J/g;热重-热差(TG/DTG)测试结果显示,制备的微胶囊样品在180℃以内性能稳定,可用于储能纺织品的开发。另外,织物热性能测试结果显示,聚酰胺(PA)涂层浆料中添加储能微胶囊后,能提高PA涂层织物的调温性能。     

蓄热调温织物低温防护过程的数值模拟

为提升普通织物的低温抵抗性能,将具有蓄热调温功能的相变微胶囊涂覆至织物表面制得蓄热调温织物,通过Fluent 软件对复合织物的低温防护过程进行模拟,在此基础上设置了蓄热调温织物的低温防护试验对模型的模拟精度进行检验,并模拟探究了微胶囊的相变潜热以及其在织物中所占的体积分数对蓄热调温织物低温防护性能的影响。结果表明:数值模拟结果可显示不同时间节点蓄热调温织物的温度场分布情况以及各区域的温度变化趋势,且试验结果与模拟结果的误差小于8.64%,该模拟结果可较为准确地再现蓄热调温织物的低温防护过程;当微胶囊的相变潜热由50 J/g增加至200 J/g时,织物的低温防护时间延长了70.1%;当微胶囊的质量分数由1%增加至5%时,织物的低温防护时间由214 s延长至388 s,同比提升了81.3%。     

相变调温织物的制备及其性能

将含有固-固相变材料的水性聚氨酯涂层液涂覆在涤棉织物上,制备具有相变调温功能的织物。考察了涂层厚度、羧甲基纤维素(CMC)用量及相变材料用量等对涂层织物透气透湿性能、冷暖感、导热性能及相变性能的影响,并对织物涂层整理工艺进行优化。结果表明,在涂层厚度为50μm,CMC用量为1.2%,焙烘温度为120℃的条件下,织物涂覆量为15 g/m2,透湿量为6 751.65 g/(m2.24 h)。当相变材料含量为50%时,织物的相变温度为39.71℃,相变焓达到51.745 J/g。     

微胶囊技术在蓄热调温非织造布壁纸上的应用

采用三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为壁材,相变材料正十八烷为芯材,通过原位聚合法制备微胶囊。配制相变微胶囊涂层液,采取干法涂层工艺将微胶囊涂覆在非织造布上,制成蓄热调温功能材料。针对新型调温壁纸研发中遇到的问题,通过扫描电子显微镜、测温仪、织物透气量仪等测试手段,探讨相变微胶囊整理工艺对材料厚度、透气性和调温性能的影响。测试结果表明,干法涂层工艺使微胶囊均匀地附着在壁纸表面,壁纸的厚度不发生明显变化,壁纸具有较好的透气性和良好的蓄热调温功能。     

正二十烷／海藻酸钠微胶囊的锐孔凝固浴法制备

为改善织物的调温性能,采用锐孔凝固浴法,以正二十烷为芯材,海藻酸钠为壁材,制备相变微胶囊。使用光学显微镜、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分析仪和差示扫描量热仪等测试手段对相变微胶囊的外貌形态和热性能进行分析。得到制备正二十烷／海藻酸钠相变微胶囊的最佳工艺条件为：海藻酸钠的质量分数2?5％,CaCl2的质量分数7?0％,芯材与壁材质量比1∶3。在最优条件下制备的相变微胶囊表面光滑,平均粒径为56?7μm,相变潜热为117?3 J／g,微胶囊的耐热性能良好,明显地改善了织物的调温性能。     

石蜡相变微胶囊及其调温织物的性能研究

以30#石蜡为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂和异氰酸酯为壁材,采用原位聚合法制备了石蜡相变微胶囊,借助扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究微胶囊的表面形貌和储热性能.采用涂层工艺制备涤纶调温织物,并对其进行性能测试.研究结果表明,微胶囊表面光滑,相变焓为97.68 J/g.整理织物的热焓约为8.49 J/g,升温或降温速率明显减缓,具有智能调温功能,但透气率下降了26%.调温织物具有一定的耐洗性,撕裂强度和断裂强度有所提高.     

老鹳草微胶囊复合织物的制备及其药物释放机制

为制备可持续释放,缓释时间较长的载药复合织物,采用界面聚合法,以聚乙烯醇为壁材,中药老鹳草水提取物为芯材制备得到老鹳草微胶囊。以水性聚氨酯为黏合剂,通过干法涂层将老鹳草微胶囊整理到纯棉针织物上制备得到复合织物。采用扫描电子显微镜、热重分析仪、紫外-可见光谱等对老鹳草微胶囊及复合织物的形貌、耐热性、缓释性进行测试与表征。结果表明:老鹳草微胶囊表面光滑,平均粒径为23.9μm,载药率为33.0%,在325℃以下具有较好的热稳定性;制备的老鹳草微胶囊具有缓释性能,其释放遵循非菲克扩散规律,在缓冲溶液中可持续释放24 h以上;复合织物中药物释放遵循同样的规律,在缓冲液中的释放时间有所延长。     

黏合剂对相变微胶囊复合织物储热调温性能的影响

为了制备一种储热调温性能优良的相变微胶囊复合织物,探讨了不同黏合剂对制备复合织物的影响。首先采用原位聚合法制备了以正十八烷为囊芯、外层包覆尿素改性的蜜胺树脂的相变微胶囊,利用SEM表征微胶囊的表观形貌和粒径分布;然后分别以水性聚氨酯和聚丙烯酸酯作为黏合剂,通过干法涂层的方式将微胶囊整理到纯棉织物上,并对其进行形貌、储热性能、升降温动力学性能和耐洗性能的测试与分析。研究结果表明:在温度骤变的过程中,两种复合织物的升降温速率有不同程度的减缓;经聚丙烯酸酯整理的织物表面更加致密、光滑,熔融相变焓达到30.57 J/g,调温时间延长了70%,具有较好服用性能。     

以螺旋藻为主壁材的亚麻油微胶囊制备

以螺旋藻为主要壁材,以亚麻油为芯材,通过喷雾干燥技术制备微胶囊。考察了喷雾干燥工艺参数及进料配方对微胶囊产品质量的影响,筛选出明胶和麦芽糊精作为辅助壁材,并对微胶囊产品的性能进行了一系列表征。研究结果表明:单一螺旋藻壁材包埋亚麻油微胶囊的最佳制备条件为空气压力3 bar,空气流速4.3 m/s,进口温度190℃,进料流量900 m L/h,进料质量分数10%,芯壁材质量比1∶3,在此条件下微胶囊包埋率为48.85%。与单一螺旋藻壁材相比,复合壁材微胶囊具备更高的包埋率,以螺旋藻为主壁材,以明胶和麦芽糊精为辅助壁材制备的亚麻油微胶囊包埋率可提升至75.36%。通过表征分析及性能检测可知,喷雾干燥制备的螺旋藻微胶囊表面光滑,颗粒圆、尺寸小,平均粒径为7.20μm,且抗氧化性与市售螺旋藻粉相比提高47.7%。螺旋藻与明胶、麦芽糊精复配制得的微胶囊具有良好的热稳定性和储存稳定性,当温度由40℃升至200℃时,复合壁材微胶囊的质量保持率为82.96%;复合壁材微胶囊能有效延缓芯材亚麻油的氧化进程,且室温储存30 d后微胶囊芯材保留率仍维持在80%以上。     

复合相变微胶囊制备及其在棉织物上的应用

为获得低成本、高相变焓且相变温度适宜的蓄热调温纺织品,优选不同比例共混的硬脂酸和月桂酸作为相变芯材,以有机单体苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)作为壁材,采用乳液聚合法制备硬脂酸-月桂酸/聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯)相变微胶囊,并将微胶囊浸轧整理到棉织物上。研究结果表明:以质量比1∶9复配的硬脂酸-月桂酸作为相变芯材,熔融峰值相变温度为42.12 ℃,相变潜热为187.80 J/g;按芯壁比1∶1制备的微胶囊球形度良好,包覆率高达82.29%,熔融峰值相变温度为37.45 ℃,相变潜热为77.27 J/g,初始分解温度(150 ℃)比纯硬脂酸-月桂酸相变芯材提高了50 ℃左右,具有良好的热稳定性;浸轧整理后棉织物峰值相变温度为39.47 ℃,相变潜热为25.41 J/g,具有良好的蓄热调温功能。     

季戊四醇相变性能及其复合毡片蓄热性能表征

选用季戊四醇(PER)作为相变蓄热材料,玻璃纤维毡作为相变材料基材,采用热压复合法研制用于高温热防护的轻质柔性蓄热材料——PER复合毡片,并通过缝制的方式与玻璃纤维针刺毯复合制备复合织物。对PER的相变行为进行测量,发现PER具有高相变温度(177.9℃)和高相变焓(308.1 J/g),但直接暴露在210.0℃以上的高温空气中会发生老化,颜色泛黄,且其相变焓下降20%;在同样的热空气环境中重复5次升降温循环后,相变焓仅为94.1 J/g。采用织物防火隔热可靠性评价装置对复合织物进行测试,重复3次燃烧发现,不含PER的复合织物的正、反表面中心绝热温差平均为193.0℃,而含PER的复合织物的正、反表面中心绝热温差平均为264.0℃,后者的绝热温差比前者高71.0℃,提高了37%。热压复合法制备的PER复合毡片可用于高温防护服装内,实现对热冲击流的耗散与限温作用,从而达到隔热延时的效果。     

相变材料的复合及其调温纺织品

为了进一步拓宽相变材料的应用范围和使用价值,开发具有调温性能的新型智能纺织品,研究了2种相变材料的复合及其热性能,将理论计算与实际测试相比较,筛选出复合物的最佳配比。采用涂层法将复合相变材料用于调温纺织品的研发。详细探讨了涂层量、焙烘温度以及水洗过程等因素对织物调温性能的影响;对处理后织物的热性能进行了测试。研究表明,处理后织物具有较理想的相变温度和较高的相变焓,调温效果良好。     

石墨烯气凝胶复合防火面料防护性能的影响因素

为进一步提高热防护服的综合性能,满足增加防护性和降低热应激的需求,构建了石墨烯气凝胶复合面料系统。通过不同的评价指标,在低辐射热环境下探讨了制备过程中氧化石墨烯水溶液的质量分数、石墨烯气凝胶的厚度、石墨烯气凝胶中是否添加碳纤维3个因素对复合面料系统热防护效果的影响。实验结果表明,与对照组相比,加入石墨烯气凝胶的复合面料系统有较好的热防护性能,可将人体产生热损伤的时间延长165%~318%,将产生二级烧伤时间延长87%~225%,将面料系统最大温差降低35.6%~63.9%;温升12 ℃的时间、温升24 ℃的时间和面料系统最大温差3个影响因素之间存在交互作用,而指标面料系统到达最高温度的时间在3个因素之间不存在交互作用,碳纤维因素主效应显著。     

隐色染料微胶囊涂层的热敏显影特性研究

使用界面聚合法制备了含有不同质量囊芯物质的热敏染料微胶囊;对比微胶囊的热相变特性,研究了染料含量对纸基热敏微胶囊涂层显影密度的影响。热重分析结果显示：聚脲囊壁在120℃左右达到玻璃点转化温度,渗透性增强,当温度达到255．8℃时微胶囊囊壁结构分解。变温红外光谱检测结果显示：在170℃以下所测微胶囊囊壁在玻璃态与高弹态之间转化,此变温范围内囊壁分子的分子结构和键合特性的变化是可逆的。影像密度检测结果显示：随着荧烷类染料（ODB-2）含量的增加,纸基热敏微胶囊涂层显影密度增加,但随染料包覆量增加,显影密度提高变慢。     

纺织用复合相变保温材料的制备

选用复合醇为芯材,以密胺树脂为壁材,通过原位聚合法合成了微胶囊相变材料。探讨了分散剂浓度、芯壳比、乳化剂用量、剪切时间和固化搅拌速率对复合醇微胶囊粒径及分布的影响。制备混合醇相变微胶囊的优化工艺为:分散剂SMA 10%,芯壳比4:1,乳化剂OP-10 7%、乳化剪切时间7 min;光学显微镜和扫描电镜观察,制备的微胶囊形状规则完整,平均粒径为4.648μm,方差0.521,分布较为均匀;DSC测试显示,该样品的相变温度为35.9℃,调温区间为35.9～39.5℃,相变焓为128.2 J/g,是优良的纺织用储能调温材料。     

不同壁材对大豆生物解离乳状液微胶囊品质的影响

为拓宽大豆生物解离乳状液的综合应用,有效解决破乳困难问题,本文采用喷雾干燥法制备大豆生物解离乳状液微胶囊,以乳液的乳化活性、乳化稳定性、粒径分布、流变学性质和喷雾干燥制得的微胶囊包埋率、热稳定性、表面微观结构为指标,研究5种复合壁材对大豆生物解离乳状液微胶囊品质的影响。结果表明,喷雾干燥前,CMC-MD为壁材的混合乳液的黏度最高,为39.18 mPa·s,且乳化性较好,粒径分布向较小粒径方向移动至0.6~2.0 μm。CMC-MD复合壁材制备的微胶囊包埋率最高,达到90.3%,热稳定性最好,结构变化起始温度最高,为98.3℃。扫描电镜图(SEM)显示不同壁材包埋的微胶囊呈现规则的球形或椭球形颗粒,颗粒直径有一定的差异,以CMC-MD为壁材的微胶囊大小均一,结构致密,具有良好的包埋结构,说明CMC-MD能够作为大豆生物解离乳状液微胶囊的壁材,制备出的微胶囊具有良好的包埋率、热稳定性及表面微观结构,对于生物解离乳状液加工应用领域的拓展和产业化的发展具有重大意义。