论文部分内容阅读
相变储能技术能够显著提高能源利用率,有效缓解能源紧缺问题。而相变储能技术大规模应用的困难在于相变材料容易泄漏,需要对其进行封装。目前,得到国内外广泛关注、具有较高实用价值的封装技术是微胶囊化技术。本文立足于此,以水性聚氨酯为壳材,溴代十六烷为芯材,制备出了微胶囊相变材料。该种方法制备的相变微胶囊悬浮液具有良好的储存稳定性和冻融稳定性,黏度较低,具有优良的流动性,而且,由于聚氨酯特殊的结构使得相变微胶囊具有良好的再分散性能。本文先设计合成了一系列具有不同结构、不同软硬段含量和羧基含量的聚氨酯预聚物,通过考察其自乳化和乳化相变材料(十二醇/溴代十六烷)的能力,从中挑选出了乳化能力和稳定性较好的树脂,并通过傅里叶变换红外光谱分析仪(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征其树脂结构和分子量大小及其分布。在此研究基础上,以溴代十六烷为芯材,聚氨酯为壁材,制备了微胶囊相变材料,然后对微胶囊悬浮液在室温静置后出现的微胶囊粒子上浮现象进行了研究,发现芯材含量越大,上浮的微胶囊比例越大;采用激光粒度分析仪(LDSA)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)等测试手段对微胶囊的粒径、形态和相变潜热进行了考察,结果表明:1348-PU树脂包裹溴代十六烷制得的微胶囊平均粒径可以从3.65μm变化到TEM照片显示微胶囊内的芯材呈现蜂窝状,溴代十六烷以小液滴的形态被包裹于微胶囊内部;制备的微胶囊可以通过调节囊壁材料和芯材的比例,得到具有不同相变潜热的微胶囊,当芯材含量为70%时,其相变潜热可以达到61.8J/g。将微胶囊相变材料分散在水中制成微胶囊悬浮液,经流变仪测试,发现25%固含量的微胶囊悬浮液黏度较低,其稠度系数K值仅为1.01左右,非牛顿指数n值在0.89~0.93范围内,当剪切速率大于60s-1时,呈现出牛顿流体的特征;微胶囊悬浮液表现出良好的储存稳定性、冻融稳定性和机械稳定性,絮凝率在0.3-6%范围内,且具有向微胶囊粉末中加水搅拌就能重新形成稳定悬浮液的再分散性,再分散悬浮液的絮凝率在0.97~4.1%范围内。