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相变材料纳胶囊(NanoPCMs)是一类新型储能材料。相变材料纳胶囊在储热调温纺织品、建筑材料、航空航天及电子设备等领域有广泛的应用前景。本论文采用不同的胶囊化技术制备了不同囊壁的相变材料纳胶囊,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)等分析测试手段对NanoPCMs的结构和性能进行了系统的研究和分析。
通过细乳液界面聚合法制备出了以正十八烷为囊芯,聚脲为壁材的NanoPCMs,再以此聚脲壁材为模板,使苯乙烯与交联剂二乙烯基苯在内表面共聚形成双层壁材相变材料纳胶囊。研究结果表明,超声乳化5 min,所得纳胶囊粒径分布均匀,平均粒径在0.41μm;减少甲苯-2,4-二异氰酸酯的量,有效的改善了双壁纳胶囊的粘连现象。
以二乙烯基苯为交联剂,聚苯乙烯为囊壁,正十八烷为囊芯,自由基乳液聚合法制备了相变材料纳胶囊,研究了乳化机转速、链转移剂-十二烷基硫醇的含量对纳胶囊形貌、相变性能、热稳定性能的影响。结果表明,十二烷基硫醇的含量为0.016 g时,制得的NanoPCMs呈球形且表面光滑,热焓值为87 J.g-1,包裹效率为37%。耐热温度226℃。
通过原位聚合法制备了丙烯酸树脂为囊壁的正十八烷纳胶囊,平均粒径为0.76μm,热焓值为99 J.g-1,耐热温度205℃。将该纳胶囊用于湿法共混纺丝制备了具有储热调温功能的粘胶纤维,纳胶囊均匀的分布在粘胶纤维中,储热调温纤维的热焓值达11 J.g-1。