石蜡相变微胶囊及石蜡相变复合材料研究进展

介绍了石蜡相变微胶囊及石蜡相变复合材料的性能特点,阐述了原位聚合、界面聚合等主要的石蜡相变微胶囊制备方法,综述了石蜡相变微胶囊及石蜡相变复合材料在各领域内,特别是相关军事领域中的应用。     

改性脲醛树脂-石蜡相变储能微胶囊的制备及表征

以三聚氰胺改性的脲醛树脂为囊壁,通过原位聚合法分别对非离子型和阴离子型石蜡乳液进行包覆,制备微胶囊。研究结果表明,采用由硬脂酸和氨水制备得到的阴离子型石蜡乳液为囊芯材料,囊芯与囊壁质量比为1.6时,包覆率达52.41%,囊壁可提供良好的热传导能力。制备得到的微胶囊热焓值为166 J/g,具有较好的相变储能效果。     

石蜡/聚脲相变微胶囊的制备及表征

以固体石蜡和液体石蜡熔融混合进行复配,复合石蜡的相变温度和相变焓都随固体石蜡含量的增加而升高,以固液比3∶7制备的复合石蜡熔点为28.3℃,相变潜热为100.04kJ/kg。以此复合石蜡作为微胶囊的芯材,以甲苯2,4二异氰酸酯(TDI)和乙二胺为单体,OP-10为乳化剂,采用界面聚合法在复合石蜡表面包覆聚脲囊壁材料制备石蜡/聚脲相变微胶囊,用扫描电镜(SEM)观察了乳化搅拌速度和反应温度对相变微胶囊表面形貌的影响,并用红外光谱(FTIR)、热重(TG)和差示扫描量热法(DSC)对相变微胶囊进行了表征。实验结果表明:在乳化搅拌速度2000r/min、反应温度70℃时制备的石蜡/聚脲相变微胶囊颗粒呈球形分布,平均粒径在3~4μm范围内,分散均匀,颗粒表面光滑、致密,熔点为28.1℃,相变潜热为58.4kJ/kg,包覆效率为87.5%。     

聚氨酯相变储能微胶囊的制备及性能表征

以聚乙二醇1000(PEG1000)为芯材,并以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二乙烯三胺(DETA)为反应单体,通过界面聚合法制备具有储能功能的聚氨酯相变储能微胶囊,并对其表面形貌、化学结构、热稳定性、储能性能及抗流失性进行了表征与分析。结果表明:聚氨酯相变储能微胶囊呈球形且分布均匀,在凝固和熔化阶段的熔融温度(ΔT_m)分别为24.51℃和38.10℃,熔融热焓分别为109.6J/g和96.6J/g,储能性能优异。当芯材完全分解时,聚氨酯相变储能微胶囊的质量保留率为42.6%,155℃持续烘干12h,质量损失率仅为25.8%,表明所制备的微胶囊具有良好的热稳定性和抗流失性。     

石蜡微胶囊相变材料的制备及其在建筑节能领域中的应用

微胶囊相变材料是利用成膜物将具有特定相变温度的物质包覆成具有核壳结构的微粒状材料,它具有储热密度大、能够反复储热或放热等特性,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。总结了石蜡微胶囊相变材料国内外研究进展,介绍了其在混凝土、砂浆、石膏板等建筑节能材料中的应用,探讨了目前存在的问题及对策。     

SiO2/十八烷酸相变微胶囊的制备与表征

以水玻璃和十八烷酸为基本原料,利用两者反应生成表面活性剂十八烷酸钠来促进十八烷酸在水中的分散与形成胶束,并使由水玻璃提供的硅氧四面体[SiO4]完成对胶束的包裹,然后再通过调整pH值,使十八烷酸钠还原为具有相变性能的十八烷酸,通过上述方法制得的以[SiO4]结构为囊壁、十八烷酸为囊芯的相变微胶囊.SEM、DSC、XRD、FTIR等对其表面形貌、热性能、囊壁和囊芯结构的表征结果表明,其粒度均匀,为在0.40～0.6靘,表面光滑,相变焓为78.2J/g.该方法较好的解决了相变微胶囊制备过程相变材料的分散问题,既使辅助材料的品种简化,又提高了微胶囊中相变材料的有效含量.     

NaCl和分散剂对相变储能蜡微胶囊制备的影响

以常低温相变储能蜡RT31为芯材,脲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备了相变储能蜡微胶囊.利用傅立叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪等对样品进行分析和表征,讨论了助剂NaCl及两种不同类型的分散剂对微胶囊性能和形貌的影响.实验结果表明,加入一定量的NaCl能显著提高微胶囊的相变潜热,使得微胶囊的包封率由75.8%升高到92.5%,在微胶囊成型后期加入一定量的分散剂能明显改善微胶囊的表面形貌和粒径均匀度.     

MUF/石蜡的微胶囊制备

以低熔点石蜡为芯材,三聚氰胺改性脲醛树脂(MU F)为囊材,用原位聚合法合成了低熔点石蜡相变材料微胶囊,石蜡含量为w(石蜡)=46.15%。通过乳化稳定性实验确定了O/W乳化体系的乳化剂为OP乳化剂,水油比为4∶1。正交实验表明反应温度和壳芯比是影响微胶囊石蜡含量的主要因素。用差示扫描量热仪(DSC)考察了微胶囊相变材料的热性能,其相变温度和焓值分别为14.74℃、98.59 J/g。     

工业余热回收用石蜡相变微胶囊的制备与表征

采用界面聚合法,以甲苯二异氰酸酯和哌嗪为反应单体,58号固体石蜡为芯材,制备了一种新型的工业余热回收用石蜡相变微胶囊。用扫描电镜对微胶囊形貌进行表征,用光学显微镜测定微胶囊的粒径大小和分布,通过红外光谱对微胶囊的化学成分进行分析,用差示扫描量热仪考察了微胶囊的热性能。结果表明,在最佳工艺条件下制备石蜡相变微胶囊主要为球形,分散性良好,平均粒径为12.5μm,相变潜热可达153J/g。     

新型相变储能微胶囊的制备与表征

蓄热调温纺织品是一种新型的智能纺织品，大多采用相变材料（PCM），要求PCM稳定性好、安全、无毒副作用，并有较好的可后整理性能。采用新型微胶囊成形方法，利用核壳聚合原理，制备出直径≤2μm、包覆容量为46％的相变储能微胶囊，并用扫描电镜（SEM）和热分析（DSC）对微胶囊形状及热性能进行表征，为解决智能纺织品用相变材料及其实用化提供了新途径。     

芯材表面修饰法制备聚脲石蜡相变微胶囊及其表征

采用芯材表面修饰法制备了聚脲石蜡相变微胶囊。首先在固体石蜡颗粒表面引入氨基(-NH2),制备表面氨基修饰的固体石蜡芯材,再加入2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和改性胺固化剂,形成聚脲壁包覆芯材。用差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和激光粒径分布仪表征了芯壁用量比以及搅拌速度对相变微胶囊结构和性能的影响。FT-IR测试结果表明,该方法成功地在固体石蜡微球的表面引入了氨基。固定转速时,随着芯壁用量比中TDI用量的增加,微胶囊相变潜热明显增加;在十八胺与TDI摩尔比相同的条件下,随着芯材制备搅拌速率的增大,微胶囊的平均粒径减小而相变潜热明显增加。当搅拌速率为800 r/min,十八胺与TDI摩尔比为1∶2时,所制备的聚脲石蜡相变微胶囊包覆完整,热稳定性好,平均粒径为18.262μm,相变潜热可达142.8 J/g,包覆率达63%以上。     

石蜡/聚乙烯醇相变储能纤维的制备与表征

以石蜡为相变物质, 聚乙烯醇为纤维基材, 采用湿法复合纺丝法制得石蜡质量分数为 30 %的相变储能纤维。采用扫描电子显微镜、 广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪表征了纤维的结构以及相变储能性。结果表明, 石蜡/聚乙烯醇纤维缩醛化后, 石蜡以岛相分散于纤维基体海相中, 结晶含量占储能纤维的34 %。储能纤维干热拉伸倍数为2～4倍时, 热效率变化为81. 9 %～71. 2 % , 并且洗涤 25 次之后, 控温性能仍然良好。石蜡/聚乙烯醇储能纤维的线密度、强度与初始模量分别为 0. 62～0. 32 tex、28. 1～66. 2 N/tex、373～794 N/tex,水中软化点达108℃, 满足服用纤维的要求。      

石蜡微胶囊的制备及其在隔热腻子中的应用与表征

采用直接原位聚合法制备了以石蜡为内相的脲醛树脂微胶囊，考察了芯壁比和间苯二酚对石蜡微胶囊相变潜热和平均粒径的影响，制备了基于相变机理的隔热腻子，并表征了其隔热性能．结果表明，随着芯壁比的增加，微胶囊相变潜热增大，达到最大值后降低，而粒径一直增大。间苯二酚的作用是加速囊壁固化，其加入时间需在反应进行到一定程度后，用量应该控制在合适的范围内。石蜡微胶囊能用于制备不饱和聚酯隔热腻子，制出的腻子符合Z0721原子灰标准Q／CYQ310-2006。石蜡微胶囊在腻子中起到了隔热作用，微胶囊含量的降低将会大大降低涂膜的隔热性能。     

新型相变储能微胶囊的制备与表征

蓄热调温纺织品是一种新型的智能纺织品,大多采用相变材料(PCM),要求PCM稳定性好、安全、无毒副作用,并有较好的可后整理性能.采用新型微胶囊成形方法,利用核壳聚合原理,制备出直径≤2μm、包覆容量为46%的相变储能微胶囊,并用扫描电镜(SEM)和热分析(DSC)对微胶囊形状及热性能进行表征,为解决智能纺织品用相变材料及其实用化提供了新途径.     

芯材制备条件对聚脲石蜡相变微胶囊性能的影响

采用吐温-80(Tween-80)和司班-80(Span-80)复配乳化剂,通过芯材表面修饰法制备以聚脲为壁材,石蜡为芯材的石蜡相变微胶囊材料。采用差示扫描量热仪、激光粒径分布仪和扫面电子显微镜对石蜡相变微胶囊进行了形貌表征和性能分析。通过对石蜡相变微胶囊芯材制备的单因素试验,对聚脲石蜡相变微胶囊的性能进行了研究。实验结果表明,复配乳化剂的使用能使芯材乳液的稳定性增加,而复合乳化剂用量、搅拌速率和乳化时间的延长有利于芯材乳液的稳定性的增加;芯材制备过程中,搅拌分散转速、搅拌分散时间及搅拌降温速率对石蜡相变微胶囊的性能有重要影响。     

制备过程参数对石蜡-聚脲相变微胶囊性能的影响

以质量比为3:7的固体石蜡和液体石蜡制备的复合石蜡为微胶囊的芯材,以甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙二胺为单体,辛基酚聚氧乙烯醚为乳化剂,采用界面聚合法在复合石蜡表面包覆聚脲制备石蜡-聚脲相变微胶囊,探讨乳化转速、乳化剂用量和聚合反应温度对石蜡-聚脲相变微胶囊粒径、包覆效率及蓄热性能的影响。结果表明,在乳化转速为2000r/min,乳化剂与复合石蜡的质量比为0.06,反应温度为70℃的条件下制备的石蜡-聚脲相变微胶囊的平均粒径为3~4μm,熔点为28.1℃,相变潜热为58.4 k J/kg,包覆效率为87.5%。     

石蜡微胶囊在储能建筑材料中的应用

石蜡相变微胶囊在制备建筑节能复合材料方面的研究颇为广泛,但能够真正适合用于建筑围护结构材料的石蜡微胶囊还需确定方向,深入研究.主要介绍了几种可用于制备建筑围护结构材料的石蜡微胶囊的研究,对石蜡微胶囊在建筑围护结构材料中的应用进行了综述.     

石蜡微胶囊相变材料与建筑节能

介绍了石蜡相变材料物相变化的特点及其物相变化过程的不定形性，阐述了用微胶囊技术将固-液相变的石蜡转变为固-固相变的石蜡微胶囊的方法。分析了石蜡微胶囊相变材料用于建筑节能领域的现状、存在的问题及其应用前景。     

高温相变石蜡-脲醛树脂微胶囊的制备及表征

通过原位聚合法合成了以高温相变石蜡(相变区间为75~85℃)为芯材,三聚氰胺改性脲醛树脂为壁材的相变微胶囊。采用DSC、SEM、导热系数仪等分别对石蜡-脲醛树脂(Paraffin-UF)微胶囊的形貌、热性能等进行了表征。分析了NaCl溶液、三聚氰胺以及石墨烯的添加对微胶囊的影响。结果表明:适量NaCl的添加能改善微胶囊表面形貌,三聚氰胺的添加能提高微胶囊的生成量。添加质量分数为0.03%的石墨烯,在80℃时微胶囊的导热系数提高了55.56%,而且其热稳定性有所提高。     

木材太阳能干燥用石蜡相变微胶囊的制备及性能研究

以石蜡为芯材、三聚氰胺改性脲醛树脂为壁材制备相变微胶囊。设计正交试验对石蜡相变微胶囊的制备参数进行优化,并计算微胶囊的包覆效率和囊芯百分率。结果表明,在芯壁质量比为2:1,尿素、三聚氰胺质量比为9:12.6,乳化剂用量为芯材质量8%,转速为1200r/min条件下,制备的石蜡相变微胶囊表现出良好的储热性能。利用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对石蜡相变微胶囊进行热性能表征,为相变微胶囊在木材太阳能干燥中的应用提供理论基础。