石蜡相变微胶囊的制备及性能研究

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相变材料能够通过相变存储和释放热量,在建筑采暖、红外隐身、纺织服装、空调节能方面有着广泛应用前景。但由于存在体积变化,难以维持原有形状等问题制约了其使用范围。相变材料的微胶囊化为这些问题提供了一个解决办法。  本文针对相变材料微胶囊化,开展了聚苯乙烯(PS)/石蜡微胶囊、密胺树脂(MF)/石蜡微胶囊的制备与性能研究;针对相变微胶囊的应用开展了相变微胶囊复合板材制备及应用研究。  以苯乙烯为单体,通过类悬浮聚合法制备PS/石蜡微胶囊。通过改变石蜡的用量研究了其对微胶囊形貌、焓变、耐热性和耐久性的影响,并分析了微胶囊形成机理。研究表明当石蜡投入量低于60%时,可制得表面有缩孔,焓变值达92.4J/g,耐热性提高但耐久性较差的相变微胶囊。通过分析得知,壁材单体主要在胶束内部进行反应,石蜡以相混的形式制得微胶囊。  以三聚氰胺、甲醛为原料,通过原位聚合法制备MF/石蜡微胶囊。考察了乳化剂种类、溶液pH及聚合时间对微胶囊的影响;同时,进行工艺优化和壁材改性;最后进行了机理分析。研究表明采用pH值为5,2g/100mL的苯乙烯马来酸酐无规共聚物(SMA)溶液为乳化剂,反应进行3h可制备焓变值达162.7J/g,粒径为10μm-40μm,经过100次热循环后焓变值保持96.4%的微胶囊;采用聚丙烯酰胺改性壁材韧性提高,尿素改性壁材表面光滑。通过分析得知,壁材主要在石蜡液滴表面进行反应,通过电荷间的相互吸引进行包覆。  将MF/石蜡微胶囊与环氧树脂混合制备复合板材后制成密闭空间然后进行测试。研究发现,复合板材的耐渗漏性和耐久性提高。复合板材密闭空间的室内外温差高达20℃具有较好的控温效果。
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