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微胶囊相变材料(MicroPCMs)可针对性解决传统单一相变材料在相态发生变化时容易发生外泄、相分离以及腐蚀基体等问题,可广泛应用于太阳能、纺织物、建筑节能以及功能热流体等能量储存领域。正十四醇(TD)又称肉豆蔻醇,是一种相变温度近似人体体温,同时具有较高相变潜热的有机相变储热材料。将TD微胶囊化可以将其封装,实现其永久固态化,大大拓宽了TD作为相变材料的使用范围。本课题主要研究正十四醇相变微胶囊的制备及改性,针对正十四醇极性较大难包覆的问题,尝试采用三聚氰胺-尿素-甲醛树脂通过原位聚合法进行包覆正十四醇,通过在壁材中添加纳米材料纳米TiO2、石墨烯以及微胶囊表面进行金属银修饰的方法,改善微胶囊的热性能以及过冷现象。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分布仪、差示扫描量热仪(DSC)以及热重分析仪(TGA)等仪器,对微胶囊的化学结构、表面形貌、粒径分布、相变性能及热性能进行表征与分析。主要得到以下结论:(1)采用原位聚合法制备了通过三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)聚合物为壁材,包覆相变芯材TD的相变微胶囊。所得微胶囊形状较为规则,呈球形,且表面光滑;微胶囊的粒径约为51.28μm,相变焓为116.7 J/g,相转变温度为41.4℃,芯含量达55.6%。(2)以TD为芯材,纳米二氧化钛(TiO2)粒子作为MUF壁材改性物质,采用相似的合成工艺制得纳米TiO2改性的正十四醇相变微胶囊。实验结果表明,所制微胶囊的体积平均粒径受乳化剂浓度影响较大,当壁材中纳米TiO2添加量小于5 wt%时,微胶囊呈球形且表面光滑。随着TiO2改性量的增加,改性后的正十四醇微胶囊的相变潜热、芯含量及热稳定性均先升高而后降低,当TiO2添加量为3 wt%时,其熔融潜热达最大值151.5 J/g,微胶囊芯含量为72.2%。(3)通过原位聚合法合成了以TD为芯材,壁材MUF树脂中掺杂石墨烯的相变材料微胶囊,探究不同石墨烯的添加量对微胶囊性能的影响。结果表明,加入石墨烯后,微胶囊的表面变得粗糙且会出现团聚现象;随着石墨烯添加量的增加,微胶囊的相变潜热先增大后减小,当石墨烯水分散液(1 mg/mL)的加入量为4 mg时,微胶囊的相变潜热较大,为113.8 J/g,热稳定性明显提升。(4)通过化学镀银法制备出表面覆银的MUF/正十四醇相变微胶囊。所制备的相变微胶囊呈现均匀的球形,微胶囊表面被单质银包覆。EDS测试表明,微胶囊表面的银层覆盖程度随着硝酸银量的增加而增加。DSC结果表明,用0.7 g硝酸银改性的微胶囊的熔融温度和熔融潜热分别为39.2℃和126.6 J/g。与未改性微胶囊相比,涂覆有银颗粒的微胶囊的过冷度被有效地抑制。