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第 12 卷第 2 期过程工程学报
2012 年 4月 The Chinese Journal of Process Engineering Apr. 2012
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
(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)
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)分别研究了优化工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,囊芯含量
76%(ω),囊壁厚度至少可达 50~100 nm,粒径分布集中在 1~5 µm,平均为 µm. DSC 显示有 2 个吸热峰,起始相
变温度分别为 和 ℃,总相变潜热 J/g. 胶囊耐热温度可达 215℃,能承受 MPa 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;微胶囊;液体石蜡;密胺树脂;原位聚合
中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2012)02−0293−09
变复合材料,讨论了复配比例对材料热性能的影响. 王
1 前言
小鹏等[19]通过液体石蜡与固体石蜡 1:1 混合制备了熔点
随着对能源问题的日益重视,相变储能受到越来越为 ℃,相变潜热 kJ/kg 的复配石蜡,并与膨胀
多的关注. 相变材料(Phase Change Material, PCM)可在珍珠岩嵌合制备出相变颗粒用于墙体材料节能,表现出
特定温度或温度区间内发生物质相态转变,并伴随相变良好的热性能. Yan 等[20]利用 DSC 系统地研究了固体石
吸收或放出大量潜热,实现储热或蓄冷,成为近年来国蜡、液体石蜡及其复配体系的热性能,得出固体石蜡具
内外在能源利用和材料科学方面开发十分活跃的研究有相对较高的相变潜热,且通过固体石蜡与液体石蜡不
领域. 相变材料微胶囊(Microencapsulated Phase Change 同比例复配可实现相变温度与相变焓的有效调控. 有关
Material, MCPCM)则应用微胶囊化技术在发生固−液相复配石蜡微胶囊的系统研究鲜有报道,原因可能是尚未
变的材料表面包覆一层性能稳定的高分子膜构成具有能建立一套适用于不同配比复配石蜡的微胶囊制备优
核壳结构的复合材料,有效解决相变材料使用过程的流化工艺. 作为复配原料的液体石蜡非常适合解决该问
动、泄露、腐蚀等局限性,提高了相变材料的使用效率, 题:由于常温下呈液态,液体石蜡在微胶囊的制备工艺
拓宽了相变材料的应用领域[1−4]. 相变材料微胶囊由相探索和性能系统评价方面具有易制备和易检验的双重
变囊芯和包覆囊壁两部分组成. 作为石油提炼产物[5]的