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合成条件对聚丙烯酸酯石蜡微胶囊的影响[范文]

时间:2018-01-14 08:05:11 编辑:知网查重入口 阅读:

摘要:相变材料作为一种优秀的储能材料,可伴随着环境温度的改变吸收或释放大量的潜热。石蜡作为一种优良的相变材料,逐渐走进人们的视线。然而在发生固-液相变时,石蜡易发生渗漏等问题,这限制了其在实际生产生活中的应用。以微胶囊包覆的方式对石蜡进行封装,可解决其在相变时的渗漏问题。

聚丙烯酸酯石蜡微胶囊壁材分类

聚丙烯酸酯石蜡微胶囊壁材分类

本实验以石蜡为芯材,聚甲基丙烯酸甲酯为壁材,通过悬浮聚合法制备石蜡相变微胶囊。通过改变乳化、聚合反应条件,活得具有良好形貌和良好储热性能的石蜡微胶囊。

通过大量实验及表征,最终确立了以季戊四醇四丙烯酸酯(PETRA)为交联剂及其与芯壁材的最佳摩尔比,制得的石蜡相变微胶囊具有较为规整的球形形貌,碎屑量少,其芯材含量可达78.2%。在芯壁比为3∶1时,制得的微胶囊芯材含量可达89.1%。当SMA的含量为9%时,制得的微胶囊形貌最好,粒径最小。

 

第一章 前言

1.1相变材料

1.1.1相变原理

聚丙烯酸酯石蜡微胶囊的制备方法

聚丙烯酸酯石蜡微胶囊的制备方法

相变是指在外界温度发生改变或处于临界值时,物相发生突变的现象:

(1)从一种结构变化为另一种结构,如气液固的互相转变或晶型的互相转变。

(2)更细微结构层次的变化引起的物理性质的突变,例如,顺磁体——逆磁体转变,顺电体——铁电体转变,普通导体——超导体转变等。这些相变的发生往往伴随着某种特定结构的出现和消失。如金属——非金属转变,液态——玻璃态间的转变等,对应着该物质的成相的某一种粒子出现不同状态量之间的改变。

(3)化学成分的不连续变化,如沉淀的产生和溶解。

悬浮聚合法制备相变材料微胶囊

悬浮聚合法制备相变材料微胶囊

实际材料中发生的相变形式既可以是其中一种,也可以是多种的复合形式。材料的温度在发生相变时基本不发生变化,同时还有吸收能量或者释放能量,这部分改变的能量被称为相变潜热(latent heat)。相变材料(phase change material, PCM)就是指随温度改变发生相态变化并能提供大量潜热的物质[1]。

1.1.2相变材料

所谓相变材料(Phase Change Materials,PCM),是指在较为短程的温度范围(即通常所说的相变范围)内可以改变相态。微胶囊相变材料(Microencapsulated phase change material,MCPCM)是运用微胶囊技术在固-液/固-固相变材料颗粒表面覆盖一层安全可靠的高分子膜而构成的具有囊壁结构的高性能材料,这种材料极大的解决了相变材料存在各种缺点,如环境污染、易与周围物质发生反应、易泄露等问题,提高了相变材料的使用寿命,并增加了相变材料的实用领域。

 

1.1.3相变材料的分类

根据相变过程中的相态变化,相变材料可主要分为固-固相变材料、固-液相变材料、液-气相变材料、固-气相变材料四种类型。由于液-气和固-气相变材料相变前后体积变化率大,在实际应用中受到限制。而固-液相变材料因其具有相变潜热大、相变温度宽、成本低等的优点[3],已在相变储能领域中广泛应用,同时也是目前研究相对成熟的一类相变材料[4],主要分为无机类相变材料和有机类相变材料两种。

不同MMA/PETRA质量比制备的微胶囊的DSC曲线

不同MMA/PETRA质量比制备的微胶囊的DSC曲线

无机相变材料主要是结晶水合盐,熔盐,金属和合金。无机相变材料具有储能密度高,导热性高,热溶解性好的优点,但在相变过程中时,容易失去结晶水,出现过冷和析出现象,严重影响材料的使用寿命。此外,腐蚀性是其一个不可忽视的缺点,这阻碍其在实际生产生活中的应用。

有机相变材料主要是石蜡,脂肪酸,某些高级脂肪烃,醇,羧酸和盐。与无机相变材料相比,有机相变材料导热性差,密度低。但它具有相变潜热,性能稳定,无腐蚀,无过冷和沉淀现象,成本低等优点。因此有机类固-液相变材料日益受到科研工作者的关注与重视。在这其中,以对石蜡烃类的研究居多[5]。

本次试验所采用的相变材料为有机相变材料石蜡,石蜡是一种开链烷烃混合物(其熔点取决于混合物的平均分子量),是一种优质的相变材料,石蜡的微胶囊化可以解决其导热性能差,易渗漏的问题。

 

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