热敏变色储能微胶囊的制备及其应用研究

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为了开发具有智能调温、智能变色功能的多功能纺织品,对相变储能微胶囊制备过程中乳化剂种类、乳化剂用量、芯壁比、剪切时间等工艺条件进行了筛选,分析了不同工艺参数下所得微胶囊样品的外观形貌和储能效果;同时还分析了热敏变色储能微胶囊的合成和变色特点,并通过DSC测试和热重分析来考察其应用性能;为了提高壁材的坚固性对微胶囊壁材进行改性研究,并通过微胶囊的破损率、包覆率、调温效果、外观形貌等分析了不同工艺条件下的改性效果;最后采用涂层工艺,将热敏变色储能微胶囊整理到织物上,通过色差、织物拉伸断裂强力、织物储能调温效果等对涂层整理工艺进行探讨。  结果表明,微胶囊适宜的制备工艺为乳化剂为SMA,乳化剂用量为10%,芯壁比(质量比)为3∶1,乳化剪切时间为5 min;脂肪醇A作为变色体系的溶剂,制备出的热敏变色储能微胶囊的变色性能良好,而样品的相变潜热也达到了139.7 J/g,其在180℃以内,热稳定性良好;在纳米TiO2、NaCl、PVA三种改性剂中,NaCl的综合改性效果最优,当加入的NaCl的量为壁材的质量分数的3%时,制得的改性微胶囊的破损率为4.31%,相对于未改性微胶囊,破损率降低了19.17%;较适合的涂层整理工艺条件为焙烘温度为80℃,焙烘时间为3min,涂层剂的型号为水性聚氨酯LP6202,微胶囊含量为30%;该工艺下涂层织物的K/S值、色差、手感、外观以及物理机械性能均较好。将涂层织物进行电镜观察,发现PU涂层整理剂在织物表面成膜,微胶囊被固着在织物上。涂层织物的DSC测试结果显示,其相变温度为27.6℃,相变潜热达到了12.29 J/g,对于织物来说,其调热性能达到了1351.9 J/m2。制备的热敏变色储能微胶囊作为一种变色性能优异、储能性能良好的新型功能材料,具有很大的应用空间。
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