有无无机复合/环糊精/脲醛和蜜胺树脂的微胶囊相变材料的研究

摘要

随着能源危机与世界能源格局的变化，开发新的能源和提高能源利用率一直备受人们的关注，作为节能环保、储热的微胶囊相变材料不仅在能量储存、热交换和温度控制领域有着广泛的应用，同时也是有效利用能源的重要途径。因此，改善微胶囊相变材料的储热能力，即提高其相变焓和探索其相关的新型封装材料及制备方法，是微胶囊相变材料在节能领域中的重点研究内容。
　　 本文主要从三个方面对微胶囊相变材料进行了研究：首先，分别采用了脲醛树脂和蜜胺树脂对石蜡进行了微胶囊包覆。通过选用间苯二酚交联剂和聚乙烯醇系统调节剂对工艺进行了改进。脲醛树脂微胶囊相变材料包含量从13.16％提高到47.42％，包裹率从8％提高到50.81％；蜜胺树脂微胶囊相变材料包含量从14.62％提高到36.66％，包裹率从8.77％提高到52.37％。最终获得了较为理想的微胶囊相变材料，并采用FT-IR、DSC和SEM等测试手段对其进行了分析和表征。结果表明系统改性剂聚乙烯醇使得反应体系的乳化更为均一，更利于对芯材的包覆。间苯二酚交联剂的加入有利于脲醛预聚体的高聚反应，从而实现对芯材的更好包覆。其次，探索性的选择了环糊精作为制备微胶囊相变材料的壁材，并发现环糊精能将相变材料的储热能力即芯材的相变焓，提高了29个百分点。其是一种有效、新型的微胶囊封装材料，并对相应的包覆机理进行了初步探讨。最后，对目前经常用于制备微胶囊相变材料的两大类壁材有机高分子材料和多孔无机材料，进行了复合和比较研究，分别利用高分子材料封装较好即不易泄漏和多孔无机材料传热性好的优势，采用新的制备方法，获得了有机/无机复合的新型微胶囊相变材料，并通过DSC进行了表征。结果表明经本发明提供的方法制备的储热相变材料，其位于内部的芯材不易泄露，而且在其芯材包含量上，由于是采用在多孔物质内部来封装，所以与传统单一利用多孔物质吸附相比基本没有改变。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 引言

1.1 概述

1.2 相变材料和微胶囊技术

1.2.1 相变材料

1.2.2 微胶囊技术

1.3 微胶囊相变材料的发展

1.4 相变材料的选择

1.5 微胶囊相变材料壁材的选择

1.6 微胶囊相变材料制备工艺对其特征参数的影响

1.7 微胶囊相变材料的制备方法

1.7.1 聚合反应法

1.7.2 相分离法

1.7.3 物理及机械法

1.8 微胶囊相变材料性能的表征

1.8.1 微胶囊壁厚度

1.8.2 微胶囊形态分析

1.8.3 微胶囊粒径大小及分布

1.8.4 微胶囊结构的检测

1.8.5 热焓及热稳定性

1.8.6 囊壁强度

1.8.7 包裹率与包含量

1.9 微胶囊相变材料的应用

1.9.1 能量储存领域

1.9.2 热交换领域

1.9.3 温度控制领域

2 脲醛树脂微胶囊相变材料的制备

2.1 实验原理

2.2 实验药品与仪器

2.3 脲醛树脂微胶囊相变材料的制备

2.3.1 脲醛树脂微胶囊相变材料的制备工艺一

2.3.2 脲醛树脂微胶囊相变材料的制备工艺二

2.4 本章小结

3 蜜胺树脂微胶囊相变材料的制备

3.1 实验原理

3.2 实验药品与仪器

3.3 蜜胺树脂微胶囊相变材料的制备工艺

3.3.1 蜜胺树脂微胶囊相变材料的制备工艺一

3.3.2 蜜胺树脂微胶囊相变材料的制备工艺二

3.4 本章小结

4 环糊精微胶囊相变材料的制备研究

4.1 引言

4.2 环糊精的结构特性

4.3 实验试剂和仪器

4.4 环糊精微胶囊相变材料的制备

4.4.1 环糊精微胶囊相变材料的制备过程

4.4.2 环糊精微胶囊相变材料条件优化后的制备

4.4.3 环糊精微胶囊相变材料条件优化后制备的结果分析与表征

4.4.4 实验小结分析

4.5 本章小结

5 有机无机复合相变材料改性

5.1 引言

5.2 实验试剂和仪器

5.3 储热相变材料的制备

5.3.1 储热相变材料的制备步骤

5.3.2 储热相变材料制备实验

5.4 小结

6 结论

参考文献

作者简历

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