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相变储能材料(PCMs)因其储能密度高、温度变化小等优异性能已经成为全球范围内的一个研究热点,以实现对清洁可再生能源的高效开发与利用,从而应对人类发展对能源日益增长的需求和对节能环保的要求。微胶囊封装技术的应用更是使相变材料的应用领域从建筑节能拓展至智能纺织、电子器件、医疗等领域。然而随着研究的不断深入,发现使用有机壳材包覆相变储能材料所制备出的相变储能微胶囊暴露出功能单一、机械性能差、导热率低、热响应速度慢等缺陷。本文通过在有机壳材基体中引入无机功能性粒子—金红石型纳米二氧化钛(TiO2)作为紫外线吸收剂,设计制备了一种具有紫外吸收特性的双功能相变储能微胶囊。为了减少纳米TiO2的自身团聚,使其能够在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机基体中分散均匀,并改善有机-无机界面结合不好的问题,首先使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对TiO2进行了表面改性。MPTMS的三个硅官能团,不仅可以与TiO2表面的羟基反应,而且自身能够在TiO2表面交联反应成膜,与此同时MPTMS还具有含碳官能团能够与聚合物链上的官能团反应化学键合在一起,通过MPTMS的交联和聚合物的固化,在有机-无机界面形成半互穿或互穿网络界面层,保证复合材料的优异性能。接下来采用悬浮聚合法,以相变材料正十八烷(C18H38)、壳材单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相,以水为连续相,以苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液(TA)作为乳化剂,形成O/W乳液体系,随着交联聚合反应的进行,生成的聚合物从油相中析出向着油相小液滴表面移动并沉积,同时将水油界面处的TiO2粒子固定在聚合物的交联网状结构中,形成微胶囊。结果显示微胶囊样品呈现为壳核结构的规则球形,结构致密,分散良好,平均粒径在1020μm。随着TiO2添加量的增多,其对PMMA基体的增强增韧作用使得微胶囊的形状更趋于规则球形。DSC、TGA的分析结果显示出微胶囊具有良好的热性能、循环稳定性及热稳定性,相变潜热基本在100kJ·kg-1以上,随着TiO2含量的增多,微胶囊的过冷度降低、放热峰范围缩窄、起始结晶温度升高,表明TiO2粒子的添加对相变材料的结晶过程起促进作用。使用紫外可见分光光度计对微胶囊样品测试的漫反射谱显示了所制备的相变储能微胶囊具有明显的紫外吸收特性,具有潜在的紫外屏蔽作用。因此,这样具有良好储热调温和紫外吸收特性的双功能相变储能微胶囊将在智能纺织领域、建筑节能等领域有很大的应用潜力。