有机相变储能微胶囊的制备及其性能研究

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论文以脲醛树脂为壁材,正十六烷为芯材,采用原位聚合法制备了有机相变储能微胶囊(Organic Microencapsulated Phase Change Materials,OMPCMs)。利用单因素实验考察了芯材的乳化、体系浓度、芯壁比与搅拌速度等因素对OMPCMs制备的影响;优化了影响甲醛含量的合成工艺条件:脲醛比、尿素分批加料、固化终点pH、反应时间及三聚氰胺与聚乙烯醇的改性用量。利用Fourier红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等分析测试手段分别研究了OMPCMs的结构组成、外貌形态、热稳定性及热焓值等性能。实验结果表明,最佳制备条件为:乳化剂的HLB值为10、用量为5%,乳化搅拌速度为16000rpm,乳化时间为15min,体系浓度为2mol/L,芯壁比为1.2:1,聚合搅拌速度为2000rpm;脲醛比为1:1.6,尿素分65%、30%、5%三批加料,终点pH为1.0~1.5,反应时间为4h,三聚氰胺与聚乙烯醇的用量均为3%。论文所制备的OMPCMs为类球形,具有明显的核壳结构,平均粒径为1.5μm,包埋率为67%,热焓为115.6J/g,耐热温度为160℃,且游离甲醛含量约为0.392g/Kg,满足欧洲E3级标准的规定。
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