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1、10222006年第7期(37)卷微膠囊相變材料研究進展*毛華軍1,晏華1,謝家慶2(1.中國人民解放軍后勤工程學院軍事油料應用與管理工程系,重慶400016;2.四川理工學院化學系,四川自貢643000)摘要:首先介紹了微膠囊相變材料及其組成,并就表1常見的微膠囊相變材料微膠囊相變材料的制備方法、性能改進、性能表征以及Table1ThecommonMPCM在能量利用和熱交換領域、溫度控制領域和軍事領域囊壁材料囊心材料參考文獻上的應用進行了綜述。聚脲正十六烷14、15關鍵詞:微膠囊相變材料;微膠囊技術;相變材料聚脲十八烷2、53中圖分類
2、號:TB34文獻標識碼:A聚脲正二十烷52聚脂樹脂CaCl2·6H2O3文章編號:1001-9731(2006)07-1022-05脲-三聚氰胺-甲醛共聚物正十八烷19三聚氰胺-甲醛樹脂十四烷121引言三聚氰胺-甲醛樹脂有機復合PCM7、8利用某些物質在相轉變過程中的吸熱和放熱現三聚氰胺-甲醛樹脂十八烷6、11、17、18、56三聚氰胺-甲醛樹脂二十烷51象,可以進行熱能貯存和溫度調節(jié)控制。具有熱能貯苯乙烯-二乙烯基苯正十八烷13存和調節(jié)控制功能的這些物質稱為相轉變材料聚甲基丙烯酸甲酯或(PCM,phasechangematerials
3、)[1],也稱相變材料。根十四烷54聚甲基丙烯酸乙酯據材料組成的不同,相變材料可以分為無機相變材料、明膠正十八烷55有機相變材料和高分子相變材料;根據相變方式的不脲醛樹脂石蠟9、10、22、23聚多元酸石蠟2同,可分為固-液相變材料和固-固相變材料。不同相明膠-阿拉伯樹膠石蠟4、27變材料各有其不同的特點,應用上也存在一定的局限性。微膠囊相變材料將微膠囊技術引入相變材料,增3微膠囊相變材料的制備和性能改進大了傳熱面積,防止了相變物質與周圍環(huán)境的反應,控3.1微膠囊相變材料的制備制了相轉變時PCM的體積變化,提高了相變材料的制備微膠囊的技
4、術方法有化學法、物理化學法、物使用效率,具有廣闊的應用前景。本文綜述了微膠囊理和機械加工法等,不同制備方法得到的微膠囊外殼相變材料的制備方法、性能改進、性能表征及應用領性能有所差別。目前用于制備MPCM的方法主要是[2~4]域。原位聚合法和界面聚合法。2微膠囊相變材料3.1.1原位聚合法原位聚合法中的單體和催化劑全部位于囊心的外微膠囊技術是一種用成膜材料把固體或液體包覆部或內部,而且要求單體可溶、生成的聚合物不可溶,使形成微小粒子的技術。得到的微小粒子稱微膠囊,聚合物沉積在囊心表面并包覆形成微膠囊。在發(fā)生聚一般粒子大小在1~300范圍內
5、。包在微膠囊內部μm合反應前,囊心必須被分散成細粒。成殼材料可以是的物質稱為囊心(也稱為芯材、內核),囊心物質為水溶性或油溶性單體,可以是幾種單體的混合物,也可PCM的稱為微膠囊相變材料(MPCM)。目前可作為[5]以是水溶性低分子量聚合物或預聚物。其中關鍵是微膠囊內核物質的固-液相變材料有結晶水合鹽、共晶[2]形成的聚合物如何沉淀和包覆在內核的表面。水合鹽、直鏈烷烴、石蠟類、脂肪酸類和聚乙二醇等。[7,8]王立新等運用原位聚合法合成了以相變材料微膠囊外部為成膜材料形成的包覆膜,稱為壁材(也稱A為芯材、三聚氰胺-甲醛樹脂為壁材的調溫微膠
6、囊相為外膜、囊壁)。壁材通常為合成高分子材料,可選用變材料。他們首先將相變材料A、系統(tǒng)調節(jié)劑MS、蒸的壁材有聚乙烯、聚苯乙烯、聚脲、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、餾水高速均化,調節(jié)pH值為4~5。再在三口燒瓶中,脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂等。此外,有些微膠囊攪拌條件下滴加一定數量的蜜胺樹脂,升溫65℃保溫相變材料中還含有成核劑等其它助劑,用來改善相變1h,進行單層造壁;待體系冷卻至室溫后,在攪拌條件[2,5,6]材料的性能。常見的微膠囊相變材料見表1。下再次滴加一定量的蜜胺樹脂,升溫至75℃,保溫2.5*基金項目:四川省科學基金資助項目(2005
7、A145)收到初稿日期:2005-09-19收到修改稿日期:2005-11-10通訊作者:晏華作者簡介:毛華軍(1982-),男,浙江臺州人,在讀碩士生,從事功能高分子材料研究。毛華軍等:微膠囊相變材料研究進展1023h,進行雙層造壁。最后加入一定量尿素和硫酸氫鈉除隨著粒徑降低而降低,Kishimoto等發(fā)現正十五醇微去游離的甲醛。制得的微膠囊粒徑分布均勻,表面光膠囊中加入1-十五烷醇能夠防止過冷現象。Mamoru潔,具有一定的致密性和一定的強度。合成了以正烷醇和正石蠟為核的無過冷現象的微膠[9,10]鄭立輝等以尿素包合法制得的低熔點石
8、蠟作囊。樊耀峰等綜合考查了氯化鈉、1-十八烷醇和石蠟為芯材,用尿素-甲醛預聚體為原料,用原位聚合法對對正十八烷微膠囊的影響,結果表明石蠟能夠防止過[6]石蠟進行了微膠囊化。他們先制得脲醛預聚體溶液,冷現象,