随着节能减排理念的逐步深入,人们越来约关注新型节能与储能技术。相变材料具有高储能密度、相变温度近似恒定等特点,被广泛应用于建筑调温控温、太阳能利用等领域。相变微胶囊技术是将相变材料微胶囊化,隔绝相变材料对外界的影响,发挥其储能优势的新兴储能技术。基于此,论文就无甲醛相变微胶囊的制备,表征,改性以及定型复合建材的储能调温特性开展了研究工作。对实现相变微胶囊的绿色化,高性能化,环保化以及推广应用具有一定的意义。论文采用悬浮聚合法辅以超声辐照的手段制备了以丙烯酸树脂为壳材,正十二烷醇为芯材的相变微胶囊,并通过添加石墨烯及氧化石墨烯对相变微胶囊颗粒进行改性。利用扫描电镜、热重分析仪、傅里叶红外光谱仪等设备进行测试研究了石墨烯、氧化石墨烯的含量对改性微胶囊物性参数的影响。通过微胶囊化法和直接添加法分别制备了含有相变微胶囊及相变材料的水泥基复合定型建材进行了一系列测试。研究结果表明:(1)该方法制备的相变微胶囊包覆行为明确,相变微胶囊芯材不与壳材发生反应。高速乳化以及超声辐照的辅助使得制备的相变微胶囊呈较为完整的球形,颗粒均匀,表面光滑,且粒径较小,直径约1μm。微胶囊相变潜热达到93.31kJ/kg,微胶囊实际包覆效率为43%,相变过冷度低至2.13℃。在0-100℃范围内该微胶囊可以保持稳定不发生破裂和泄漏,具有较高的储能潜力和实际应用价值。微胶囊制备过程中,随着乳化剂含量的上升,微胶囊趋于球状,微胶囊间的粘连减小。(2)石墨烯改性相变微胶囊时,石墨烯的加入未对微胶囊的微观形貌产生较大的影响,其以粘连的形式与相变微胶囊连接,微胶囊直径约为0.7-1μm;氧化石墨烯的加入对相变微胶囊形貌影响较大,微胶囊直径增至10-20μm。石墨烯及氧化石墨烯的加入并未对相变微胶囊的基本化学结构产生影响。(3)石墨烯-相变微胶囊、氧化石墨烯-相变微胶囊的起始相变温度分别较相变微胶囊提前2.4℃和4℃,表明改性后微胶囊的导热性有所提高。石墨烯-相变微胶囊的相变潜热为56.85 kJ/kg,较相变微胶囊降低约39%,而氧化石墨烯-相变微胶囊的相变潜热为135.6 kJ/kg,较相变微胶囊提升约45%。石墨烯-相变微胶囊及氧化石墨烯-相变微胶囊的初始分解温度达到140°C,高于相变微胶囊。石墨烯添加量对微胶囊的机械强度影响较小,微胶囊破损率均为10.1%左右。氧化石墨烯添加量与微胶囊的机械强度成正相关,当氧化石墨烯含量为2.5%(相对相变材料)时,氧化石墨烯改性微胶囊破损率降至5.2%。(4)复合材料的种类及用量均影响复合建材成型过程。常温下复合改性后的水泥基建材内部有效储能成分相变材料的散失较少,热稳定性高,且添加相变微胶囊后的效果最好。复合成分质量分数相同时,相变材料-水泥试块强度略低于相变微胶囊-水泥试块,复合建材的密度随掺混物含量的提高而降低。(5)相变微胶囊-水泥及相变材料-水泥复合建材其添加物含量在一定范围内均具有储能调温效果,可明显降低水泥基建材的温度在相变温度附近的波动。在添加物含量为4%-12%的范围内,相变微胶囊-水泥最佳含量为4%,相变材料-水泥最佳含量为12%。当复合成分质量含量同为4%时,相变材料-水泥复合建材尽管具有较好的调温性能,但可循环性较差,内部相变材料含量随热循环次数的增加逐渐流失,伴有刺激性气味逸出,实际应用受到一定限制。