第12卷第2期 2012年4月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
液体石蜡相变微胶囊的制备及性能表征
徐哲1,2，李建强
(1.中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京100190：2.中国科学院研究生院，北京100049)
Vol.12 No.2 Apr.2012
摘要：采用原位聚合法制备以液体石蜡为囊芯、密胺树脂为囊壁的相变微胶囊，考察了乳化工艺、预聚时间、囊壁含量和聚合反应时间对微胶囊质量的影响，优化了制备工艺.利用电子天平、扫描电镜、激光粒度仪、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热分析仪(DSC和TG/DTA)分别研究了优化T艺下微胶囊的囊芯含量、形貌特征、粒径分布、结构和热性能，并考察了其循环稳定性、抗压性能、抗渗透性。结果表明，微胶囊包覆完整无粘连，表面光洁致密，冀芯含量 76%e)，囊壁厚度至少可达50~100nm，粒径分布集中在1~5μm，平均为3.32μm.DSC显示有2个吸热峰，起始相变温度分别为4.4和28.6℃，总相变潜热14.9J/g.胶囊耐热温度可达215℃，能承受1.0MPa外压，经300次冷/热循环仍保持良好稳定性，且有很高的抗渗透性，
关键词：相变材料；徽胶囊；液体石蜡：密胺树脂：原位聚合
中图分类号：TB34 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2012)020293-09
变复合材料，讨论了复配比例对材料热性能的影响，干
随着对能源问题的日益重视，相变储能受到越来越多的关注。相变材料(PhaseChangeMaterial,PCM)可在特定温度或温度区间内发生物质相态转变，并伴随相变吸收或放出人量潜热，实现储热或蓄冷，成为近年来国内外在能源利用和材料科学方面开发十分活跃的研究领域。相变材料微胶囊(MicroencapsulatedPhaseChange Material，MCPCM)则应用微胶囊化技术在发生固-液相变的材料表面包覆一层性能稳定的高分子膜构成具有核壳结构的复合材料，有效解决相变材料使用过程的流动、泄露、腐蚀等局限性，提高了相变材料的使用效率，拓宽了相变材料的应用领域[-4]。相变材料微胶囊由相变囊芯和包覆囊壁两部分组成。作为石油提炼产物(3的石蜡烃类，具有无毒、低腐蚀、价格较低、过冷现象不明显、可选择产品多等优点被广泛关注，成为近年来众多研究者热裹的囊芯材料选择[7-12].三聚氰胺-甲醛树脂(密胺树脂)因其良好的密封性、耐水性、耐酸碱性、阻燃性、机械韧性和强度[13-16]，也受到研究者重视
石蜡按常温下相态可分为固体石蜡(Solidparaffin) 和液体石蜡(Liquidparaffin).目前大量研究还集中于单一固体石错相变材料的制备，但随着研究不断深入，为满足建筑、服装、军事等领域(1热量存储与交换不同储热温度的要求，圖体石蜡与液体石蜡复配使用开始受到重视，复配体系本身的研究也已取得了一些进展，李海建等[采用真空吸附法制备了复配石蜡-膨胀珍珠岩和
为25.1C，相变潜热104.3kJ/kg的复配石蜡，并与膨胀珍珠岩嵌合制备出相变颗粒用于墙体材料节能，表现出良好的热性能.Yan等/201利用DSC系统地研究了固体石蜡、液体石蜡及其复配体系的热性能，得出固体石蜡具有相对较高的相变潜热，且通过固体石蜡与液体石蜡不同比例复配可实现相变温度与相变烩的有效调控，有关复配石蜡微收囊的系统研究鲜有报道，原因可能是尚未能建立一套适用于不同配比复配石蜡的微胶囊制备优化工艺.作为复配原料的液体石蜡非常适合解决该问题：由于带温下呈液态，液体石蜡在微胶囊的制备工艺探索和性能系统评价方面具有易制备和易检验的双重优越性，是复配石蜡微胶囊制备工艺探索与优化的理想选择，月前，液体石蜡微胶囊的相关报道也极为少见潘守伟等(2]采用原位聚合法制备了囊芯含量为 65%(α)、平均粒径20~90μm的液体石蜡微胶囊，考察了制备工艺的部分影响因素，但缺乏对微胶囊制备、性能和应用的系统讨论，无法有效指导得出优化制备工艺，相关工作还有待进一步研究
本工作针对液体石蜡微胶囊制备工艺的探索与优化问题进行深入研究，以求建立适于复配石蜡微胶囊制备的典型工艺.采用原位聚合法制备以液体石蜡为囊芯，率胺树脂(Melamine-formaldehyderesin,MF resin)为囊壁的相变微胶囊。考察了乳化方案、预聚条件、囊壁含量、聚合反应时间对胶囊制备质量的影响，以优化制
收稿日期：20120119，修回日期：20120323
基金项目，国家白然科学基金资励项目(编号：50704031)：国家科技支撑计划资助项目(编号：2012BAA03B03A)：北京市自然科学基金资助项日(编号
2112039)
作者篇介：徐暂(1986-)，男，漏北省制州市人，士研究生，材料学专业；李建强，通讯联系人，E-mail:jqli@home.ipe.ac.cn
方方数据