纳米SiO_2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的制备及性能

利用原位聚合法制备了以纳米SiO_2改性脲醛树脂为壁材、十二醇为芯材的相变微胶囊。考察了芯壁质量比、固化终点pH和纳米SiO_2质量分数对微胶囊包封率和芯材质量分数、渗透率的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)等分别对微胶囊相变材料的表面形貌、粒径和热性能进行了表征。研究结果表明,纳米SiO_2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的最佳制备条件为:芯壁质量比为1∶2、固化终点p H=1.5~2、纳米SiO_2质量分数为3%。制备的微胶囊为表面光滑的球形,粒径大小为1.85~5μm,包封率和芯材质量分数分别为62.5%和79.3%,相变潜热为148.4 J/g。     

用于自内冷溶液除湿的复配石蜡微胶囊的特性

以三聚氰胺?甲醛树脂为胶囊壁材、固液复配石蜡为胶囊芯材,采用原位聚合法制备了用于自内冷溶液除湿的相变材料微胶囊,研究了单一或不同类型乳化剂复配、乳化剂用量对相变材料微胶囊粒径、微观形貌及热性能的影响. 结果表明,非离子乳化剂NP-10与阴离子乳化剂SDBS复配所制微胶囊相变潜热较低,非离子乳化剂Span80和Tween80按质量比1:1复配、乳化剂占芯材质量的60%、乳化转速为1000 r/min时,所制微胶囊综合性能最佳,表面光滑致密,分散性良好,粒径均一,平均粒径为0.45 ?m,相变潜热为52.48 J/g,囊芯含量为58.44%,相变温度适用于以LiCl溶液为除湿剂的自内冷溶液除湿系统.     

吸波-相变微胶囊/环氧树脂红外微波隐身涂料

采用种子微悬浮聚合法,以月桂酸、硬脂酸丁酯为相变芯材,苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为壁材,分别掺杂纳米Fe_3O_4和还原氧化石墨烯(RGO)2种雷达吸波材料(RAM),制备了具有红外、微波兼容隐身功能的微胶囊材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对微胶囊材料的热性能、微观形貌、磁学性能进行了表征,采用矢量网络分析仪和自制一维平板热传递模型测试了涂层微波吸收和红外伪装性能,并对涂层宏观力学性能进行了测试。结果表明:采用种子微悬浮聚合法制备掺杂RAM的相变微胶囊微观形貌呈表面微凸球状,掺杂RAM后微胶囊仍具有较高相变潜热,相变潜热随RAM质量分数增大而减小;涂层具备红外/微波兼容隐身性能,吸波率随RAM质量分数增加而提高,红外隐身能力随相变材料质量分数增加而提高;涂层具有良好的宏观力学性能。     

滞后低温相变储能微胶囊的制备和性能研究

本文采用三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为壳层,PCM为芯材,制备了一种新型的有机低温微胶囊化相变材料(MPCMs),并利用红外光谱、光学显微镜和粒度仪对微胶囊进行表征,同时采用差示扫描量热仪(DSC)和热失重仪(TGA)分别研究了相变材料(PCM)和PCM微胶囊的相变特性和热稳定性。结果表明:制备的PCM微胶囊大小均一、平均粒径为1μm左右、光滑的球形颗粒。随着芯壳比的增加,微胶囊的相变潜热逐渐增大,结晶温度逐渐降低,微胶囊化PCM的熔点与纯PCM的结晶温度最大差值达85.8℃,微胶囊化PCM呈现出优异的相变滞后性能和良好的热稳定性。     

乳化法制备海藻酸钙/聚组氮酸微胶囊

采用乳化法制备海藻酸钙微球及海藻酸钙/聚组氨酸载药微胶囊,并考察不同海藻酸钠浓度、氯化钙浓度对微球表面形态、粒径分布、载药性能及微胶囊控制释放性能的影响。结果表明海藻酸钠浓度主要影响微球的粒径大小,氯化钙浓度主要影响微球的分散程度及粒径分布,微球载药量均随海藻酸钠浓度及氯化钙浓度的增加而减小,所制备的微胶囊均无明显的突释现象。     

乙二醇双硬脂酸酯/PMMA核壳储能微胶囊制备

以BPO-DMA为氧化还原引发剂,在室温下悬浮聚合法制备了核壳结构的乙二醇双硬脂酸酯（EGDS）- PMMA相变材料微胶囊。采用扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TG）表征了核壳结构微胶囊的形貌、化学结构及热性能。结果表明,当BPO加入量为1%,DMA为0.2% 时,所得微胶囊成均匀球形,粒径分布在1～5 μm范围;微胶囊相变潜热随芯壳比的增加而增大,最大相变潜热达85.34 J/g,芯材含量达64.6%,且相变材料的热稳定性显著增强。     

纳米甲壳素基Pickering乳液辅助构筑相变微胶囊

相变微胶囊可以通过增加传热面积和防止泄漏来提高相变材料的热性能和机械性能。本文首先通过一种简单、高效的方法制备了纳米甲壳素,然后利用纳米甲壳素稳定石蜡制备Pickering乳液,最后通过乳液模板法得到相变微胶囊。文章着重研究了盐酸汽蒸甲壳素的时间,纳米甲壳素悬浮液的质量分数,核壳比等变量对微胶囊表面形貌和粒径的影响,实验结果表明,当汽蒸时间为5 h,纳米甲壳素悬浮液质量分数为0.5%,核壳比为3∶1时,所制得的相变微胶囊粒径为29.6μm,其熔融焓高达187.4 J/g,包覆率为71.6%。通过热重分析和加热/冷却循环测试对相变微胶囊的热稳定性和热循环性能进行表征,结果表明微胶囊具有良好的热循环稳定性。     

基于离散相模型的相变微胶囊流体传热特性数值模拟

相变材料微胶囊悬浮液是将相变微胶囊颗粒添加至单相流体中形成的一种新型传热介质,由于传热系数高、传热储能一体化等优势,具备很大的发展潜力。采用离散相两相流模型,对恒热流水平圆管中相变微胶囊流体的传热特性进行了模拟计算,通过对比实验数据验证了模型的可靠性,进而定量分析了颗粒尺寸、质量分数、相变潜热,特别是颗粒分布对传热的影响。结果表明随着微胶囊颗粒质量分数增加,颗粒粒径减小,相变潜热增大,壁面传热效果越好,且相变潜热大小对壁温控制和壁面传热的影响大于颗粒质量分数和颗粒尺寸的影响。比较了离散相模型与常用的单相流模型的计算结果,发现质量分数越高,颗粒集聚程度越高,单相流模型计算的偏差越大。     

同轴气喷法制备海藻酸钠-十六烷相变微胶囊

以海藻酸钠为壁材,十六烷为芯材,使用同轴气喷法制备相变微胶囊,考察了液体及气体流量对微胶囊粒径及壁厚的影响规律;采用光学显微镜、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)等测试了微胶囊的平均粒径、包覆量、热稳定性及储热性能。结果表明同轴气喷法制备微胶囊的步骤简单,粒径的可控性较强。能够通过调节内、外管流量和气体流量控制微胶囊的粒径及壁厚。所制得的微胶囊粒径随液体流量减小而减小,随气体流量增大而减小。当海藻酸钠溶液流量为4 mL·h-1,十六烷的流量为2 mL·h-1,气体流量为25 L·h-1时,制得的相变微胶囊最小,其平均粒径约为90μm。相变微胶囊的囊芯包覆量随粒径的减小而减小,当微胶囊粒径约为300μm时,其包覆量达到90%以上。海藻酸钠囊壁对相变材料的储热性能不产生显著影响。     

微胶囊复合相变材料的制备及性能表征

以低熔点的相变材料为芯材,三聚氰胺脲醛树脂为囊壁材料,用原位聚合法制备了相变储能微胶囊。采用红外光谱、扫描电子显微镜、差示扫描量热分析和热重分析测试技术表征了制备的相变微胶囊的结构组成、形貌特征及热性能。实验结果表明,相变储能微胶囊复合相变材料热稳定性好,在160℃以下无质量损失,其相变温度和焓值分别为15.3℃,132.3 J/g。制备得到的微胶囊呈球形,平均粒径小于20μm,固化剂滴加速度为0.5 mL/m in时微胶囊形貌较佳,优化的芯/壁质量比为1∶1.5,且微胶囊的亲水性随芯材含量增加而降低。     

海藻酸钙/聚精氨酸微胶囊的载药和缓释性能

采用乳化-固化法,制备海藻酸钙/聚精氨酸微胶囊。分别考察不同聚精氨酸相对分子质量、海藻酸钠浓度、氯化钙浓度对海藻酸钙-聚精氨酸微胶囊载药量以及牛血红蛋白缓释性能的影响。实验结果表明,中相对分子质量聚精氨酸制备的海藻酸钙/聚精氨微胶囊的载药量较高并且具有更好的缓释效果。随着海藻酸钠浓度的升高,海藻酸钙/聚精氨微胶囊的载药量降低;随着氯化钙浓度的升高,海藻酸钙/聚精氨微胶囊的载药量先升高后略有降低;然而,以上因素对海藻酸钙/聚精氨微胶囊的缓释性能均无明显影响。     

SMA的合成及其对香精的分散和微胶囊制备的影响

使用溶液聚合法合成苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA），利用盐化的苯乙烯-马来酸钠盐作为保护胶体分散香精，采用原位聚合法制备三聚氰胺甲醛树脂香精油微胶囊。探究了不同分子量的SMA钠盐对香精的分散作用和对香精油微胶囊制备的影响,并与进口SMA 520对香精的分散作用和微胶囊制备效果进行了对比。实验发现，随着SMA分子量减小，香精油趋向于以较小粒径的液滴分散在连续相中，粒径分布逐渐变窄，香精油滴的分散稳定性提高。当使用的SMA钠盐溶液（质量分数10%）黏度≥145mPa·s时，可制备出粒径为5～20μm，形态为球形、表面有少许凹陷、壳层厚度较为均匀的微胶囊。当使用的SMA钠盐溶液（质量分数10%）的黏度≤67mPa·s时，只能形成极少数的球形微胶囊。作为保护胶体制备香精油微胶囊，进口SMA 520与实验室制备的黏度为314mPa·s的SMA钠盐溶液（质量分数10%）具备相似的效果。     

交联直写海藻酸盐水凝胶中空纤维的凝胶率与溶胀度

以海藻酸钠为原料、氯化钙为交联剂,反应直写制备海藻酸钙水凝胶中空纤维及组织工程支架.纤维的凝胶率和溶胀度直接影响支架的成形质量与所装载细胞的存活率.浸取分离所直写中空纤维的未交联部分,分析材料浓度对凝胶率的影响;以滴注凝固浴制备的海藻酸钙微球为对照组,分析直写工艺的溶胀度表现.结果表明,以4%海藻酸钠与3%氯化钙材料交联直写的中空纤维凝胶率和纤维形貌较好地满足了直写工艺的要求;随着海藻酸钠浓度的增加,中空纤维的溶胀度先减小后小幅升高并趋于稳定;随着氯化钙浓度的增加,凝胶纤维的溶胀度逐渐减小;反应直写工艺由于较小的两相接触表面,其溶胀度比凝固浴制备凝胶微球高2～5倍,更高的含水率有利于保障所装载细胞的活性和传质.     

高强度海藻酸盐纤维的制备

采用湿法纺丝方法制备高强度海藻酸盐纤维,研究了影响纤维断裂强度的因素。结果表明:海藻酸钠的β-D-甘露糖醛酸单元(M)/α-L-古罗糖醛酸单元(G)质量比越高,纤维断裂强度越低。采用M/G值为0.32的海藻酸钠为原料,氯化钙水溶液为凝固液,纺丝液质量分数为5.0%,凝固浴质量分数为4.5%,凝固浴温度为40℃,纤维烘干温度为30℃,可制得断裂强度达4.675 cN/dtex的高强度海藻酸盐纤维。     

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。     

溶剂挥发法制备聚砜包覆桐油自修复微胶囊

以聚砜为壁材,桐油为芯材,采用溶剂挥发法制备了聚砜（PSF）包覆桐油自修复微胶囊。考查了不同种类的分散剂、搅拌速度、芯壁比（芯材与壁材的质量比）等工艺参数对微胶囊性能的影响,通过扫描电子显微镜、光学显微镜和热重分析仪等对微胶囊的表观形貌、粒径、壁厚、包覆率和热稳定性能等进行表征。采用所合成的微胶囊制备了环氧树脂基防腐蚀涂层,并对其防腐蚀性能进行了评价。结果表明,30 ℃时,以明胶/聚乙烯醇复配体系作为分散剂,芯材与壁材质量比为1.3:1,搅拌速度为700 r/min时制备出的微胶囊表面光滑致密,粒径在130 μm左右,热稳定温度为350 ℃;盐雾实验结果表明,所制备的微胶囊自修复涂层具有良好的防腐蚀性能。     

一步法制备聚脲甲醛包覆反应性乙烯基硅油微胶囊

以聚脲甲醛(PUF)为囊壁,乙烯基硅油为囊芯,采用原位聚合"一步法"成功制备出具有自修复功能且粒径均匀的新型PUF包覆乙烯基硅油微胶囊。研究了分散剂/表面活性剂种类及用量、m(囊芯)∶m(囊壁)比例对微胶囊物理性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、金相显微镜、激光粒度分析仪和红外光谱(FT-IR)法等对微胶囊的形貌、粒径大小等进行了研究。结果表明:选用较高浓度的聚乙烯醇(PVA1799)作为分散剂时,有利于微胶囊的形成;当w(PVA1799)=3.00%(相对于体系总质量而言)、m(囊芯)∶m(囊壁)=2.8∶1.0时,在1500r/min条件下,可制备出平均粒径小于20μm且粒径分布较均匀的理想微胶囊。     

阿维菌素凝胶微球制备及其缓释性能研究

以壳聚糖(CS)和海藻酸钠(ALG)为包封材料,以阿维菌素(AVM)为芯材,采用锐孔法制备了阿维菌素-海藻酸钠-壳聚糖微球,考察了海藻酸钠质量分数、壳聚糖质量分数、氯化钙质量分数和芯壁体积比(质量分数1%的阿维菌素乳液与质量分数3%海藻酸钠溶液的体积比)对微球形态及包埋率的影响,利用SEM、FTIR等对微球结构及性质进行了表征,并考察了其在土壤中的缓释性能和释药机制。结果表明,经优化的制备条件为:海藻酸钠、壳聚糖及氯化钙的质量分数分别为3%、0.6%及5%,芯壁体积比为1∶2,制备的载药微球形状规整,成球性良好,粒径约0.7 mm,载药量31.65%,包埋率83.81%;红外光谱分析显示,芯壁材料之间除氢键外,没有发生化学作用。所制备的阿维菌素微球在土壤中具有缓释特性,42 h累积释药率达到82.06%,之后药物释放减缓。药物释放特性符合Riger-Peppas模型,释放机理为Fick扩散。     

海藻酸钙纤维非织造布的水凝胶化改性及机理

采用HCl水溶液和NaOH乙醇溶液,通过两步法对海藻酸钙纤维针刺非织造布进行水凝胶化改性,研究改性工艺对样品结构与性能的影响,并探究改性机理。结果表明,HCl水溶液的最佳浓度为0.05%～0.1%（质量）,NaOH乙醇溶液的最佳浓度为0.008%～0.016%（质量）,此时改性样品的遇水凝胶性能最佳,吸水量提高了1.45倍,但厚度、断裂强力等物理性能变化不大。HCl处理破坏了纤维的“egg-box”结构和结晶结构,降低了其结晶度和Ca²⁺含量,但在纤维分子间形成了酯键。NaOH处理使新形成的酯键水解,削弱纤维分子间的作用力,使得大量水分子扩散进入到纤维大分子之间,并通过氢键作用形成三维网络结构,从而转变成凝胶体。