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微胶囊相变材料(MPCM)较传统的相变材料具有许多无可比拟的优点,有着很大的发展潜力。随着MPCM技术的不断发展和成熟,微胶囊相变材料将会被逐步推广应用于生产和生活的各个领域。
本论文以正十八烷与石蜡为芯材,同时使用界面聚合法与原位聚合法制备出性能优异的双壳层微胶囊相变材料。其中内壳层通过乙二胺与2,4-甲苯二异氰酸酯采用界面聚合反应形成;外壳层通过三聚氰胺.甲醛树脂预聚体采用原位聚合法形成。借助DSC、TG、SEM和光学显微镜等技术手段对微胶囊相变材料进行表征。系统的研究了乳化机转速、乳化剂的用量等因素对微胶囊相变材料性能的影响。此外,详细比较了正十八烷微胶囊与石蜡微胶囊性能的异同点。得到的结论如下:
1、随着乳化机转速的增大微胶囊的粒径相应减小,但乳化机转速过大又会导致乳液破乳。
2、使用复合乳化剂制备的微胶囊性能要优于使用单一乳化剂制备的微胶囊性能。乳化剂用量的增加微胶囊粒径减少,当用量达到一定值后,再增加乳化剂用量不但对微胶囊粒径的影响不大,还会引起微胶囊的团聚。
3、搅拌速度过慢易引起微胶囊的团聚;而搅拌速度太快又会影响水相中壳层材料在芯材表面的聚合。
4、微胶囊相变材料的相变潜热主要由芯材贡献,与芯材的含量成正比。
5、正十八烷微胶囊在降温过程中出现过冷现象,其过冷程度随微胶囊粒径的减少而加剧;石蜡微胶囊则无过冷问题出现。
6、当乳化机转速为8000r/min,搅拌机转速为300r/min,复合乳化剂用量为1.6%,制备的正十八烷微胶囊的平均粒径为3μm,相变潜热超过180J/g,可耐200℃高温。
7、当乳化机转速为9000r/min,搅拌机转速为300r/min,复合乳化剂用量为1.8%,制备的石蜡微胶囊的平均粒径为4μm,相变潜热超过160J/g,无过冷问题,可耐200℃高温。