论文部分内容阅读
相变材料是一种新型的能量调控物质,它具有很大的工业应用潜力。本文采用微封装技术,以改性的脲醛树脂为壁材,石蜡为芯材,制备了具有良好储能效果的相变微胶囊；采用原位聚合法、表面接枝法等对微胶囊的壁材进行了化学改性,显著地提高了相变微胶囊的阻隔性和热稳定性,为相变微胶囊的工业化应用提供了有用的基础数据。采用微封装技术,以β-环糊精改性脲醛树脂为壁材,相变石蜡为芯材成功制备了β-环糊精/脲醛树脂石蜡微胶囊,比较了不同乳化剂、乳化剂用量和乳化速度对石蜡乳液的乳化效果,优化了β-环糊精/脲醛树脂石蜡微胶囊的制备工艺,详细讨论了pH值、脲醛摩尔比、OP-10用量、乳化速度、β-环糊精用量、固化反应温度、固化反应时间等因素对微胶囊的形貌以及化学结构等的影响。实验结果表明,OP-10对石蜡有很好的乳化效果,其最佳用量在5%左右,最佳的乳化速度在7500～10000rpm之间,β-环糊精改性脲醛树脂微胶囊的优化制备条件是pH在3.0～3.5之间,脲醛摩尔比为1：2,β-环糊精的用量是0.50g,固化反应温度为70℃左右,固化反应时间为3h,微胶囊的相变焓可达161.0J/g,石蜡的含量约为78.89%。采用原位聚合法,在偶联剂的作用下,将无机纳米TiO2接枝于β-环糊精/脲醛树脂微胶囊表面,形成球形核-壳相变储能微胶囊,详细讨论了pH值和TiO2的用量等因素对微胶囊化学结构、表面微观形貌、储热性能、晶型和热稳定性等的影响。实验结果表明,球形TiO2/β-环糊精/脲醛树脂微胶囊的相变焓可达155.0J/g,Si元素原子百分含量为0.92%,Ti元素原子百分含量为0.31%。此外,微胶囊的热分解温度从128.82℃提高到了222.73℃,提高了93.91℃,微胶囊呈球形,分散性较好。采用硅烷偶联剂处理纳米SiO2的方法,成功制备了球形有机-无机SiO2/β-环糊精/脲醛树脂石蜡相变储能微胶囊,详细讨论了pH值、SiO2用量等因素对制备微胶囊的影响。实验结果表明,SiO2/β-环糊精/脲醛树脂石蜡微胶囊优化制备条件是pH在3.5左右,反应温度为55℃,Si元素的原子百分含量为19.53%,该微胶囊的相变焓可达157.4J/g,微胶囊中石蜡含量为77.12%,球形SiO2/β-环糊精/脲醛树脂石蜡微胶囊表面几乎无粘连,微胶囊的密闭性也有显著的提高。