复合相变材料的制备与应用研究进展

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复合芯材相变材料微胶囊的制备与应用

复合芯材相变材料微胶囊的制备与应用

复合芯材相变材料微胶囊的制备与应用相变材料是一种能够在特定温度范围内发生相变(液固相变或固气相变)的物质。

相变材料的应用领域广泛,包括热能储存、温度调节、传感器等。

然而,传统的相变材料在应用过程中存在一些问题,如低热传导性、材料的不稳定性等。

为了解决这些问题,研究人员开始研究。

复合芯材相变材料微胶囊是一种将相变材料包裹在微胶囊中的新型材料。

制备过程中,首先选择适合的相变材料,如蜡或聚合物等,然后将其包裹在微胶囊中。

微胶囊通常由聚合物材料制成,具有良好的稳定性和封装性。

制备完成后,复合芯材相变材料微胶囊可以在特定温度下释放相变材料的热量,实现温度调节或热能储存的功能。

复合芯材相变材料微胶囊具有许多优点。

首先,微胶囊的存在使得相变材料的热传导性能得到了显著提高。

相变材料微胶囊在相变时,热量可以通过微胶囊壁传导出来,从而提高了热传导效率。

其次,复合芯材相变材料微胶囊具有良好的稳定性,可以长时间保持相变材料的性能。

此外,由于微胶囊的封装性,相变材料不易受到外界环境的污染或影响。

复合芯材相变材料微胶囊的应用领域广泛。

在建筑领域,可以将复合芯材相变材料微胶囊应用于墙体、屋顶等位置,实现室温调节。

在电子领域,可以将复合芯材相变材料微胶囊应用于散热器或电池等位置,提高热传导性能。

在航天领域,可以将复合芯材相变材料微胶囊应用于太阳能电池板等位置,实现热能储存。

总之,复合芯材相变材料微胶囊是一种具有潜力的新型材料。

它不仅可以提高相变材料的热传导性能,还具有良好的稳定性和封装性。

在建筑、电子和航天等领域,复合芯材相变材料微胶囊都有着广阔的应用前景,为相关领域的发展提供了新的可能性。

相变材料的制备和研究

相变材料的制备和研究

相变材料的制备和研究相变材料是一种可以在温度、压力、磁场等条件下发生相变的特殊材料。

相变材料在日常生活中也有许多应用,例如保温水杯、智能窗帘等。

今天我们来探讨一下相变材料的制备和研究。

一、相变材料的类型相变材料有许多种类,最常见的有两种:一种是利用金属相变实现的,称为金属相变材料,另外一种是利用聚合物、氧化物、非晶合金等材料实现的,称为非金属相变材料。

金属相变材料主要利用金属的形态变化来实现。

例如,铁丝加热后可以从弯曲状态转变为直线状。

这是由于温度的升高使得金属晶体的结构发生变化,从而引起了金属物体的形状上的变化。

同样的,金属的相变还可以使得金属的物理性质发生变化,例如导电性、磁性等。

非金属相变材料则采用聚合物、氧化物、非晶合金等材料实现。

这些材料在特定条件下,例如温度、压力等的变化,会发生相变。

例如,聚合物相变材料可以在不同温度下变硬变软,氧化物相变材料则可以改变透明度。

二、相变材料的制备方法相变材料的制备方法有许多种,下面我们来介绍其中几种比较常见的方法。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将溶液中的化合物转化为凝胶状态的方法。

通过加热蒸发或其他方法将制备好的溶液获得固体材料。

这种方法可以制备出具有高品质的金属和非金属相变材料。

2. 反应熔炼法反应熔炼法是通过高温反应来制备材料的方法。

该方法的优点是能够制备出高质量的金属和非金属相变材料,但是由于需要高温反应,所以在操作时需要高度注意安全。

3. 真空热处理法真空热处理法是一种在高真空下进行的化学反应方法。

该方法可以制备出优质的金属相变材料,并且可以对材料进行调控以获得所需的性质。

三、相变材料的研究方向相变材料在日常生活中有许多实际应用,例如智能窗帘、热敏纸等。

随着科技的进步,相变材料的应用范围将会越来越广泛,因此对相变材料的研究也变得尤为重要。

1. 进一步深入研究相变机理了解相变材料的相变机理可以帮助我们更好地制备和应用相变材料。

因此,我们需要通过理论和实验的手段来深入研究相变机理。

相变保温建筑材料研究和应用进展

相变保温建筑材料研究和应用进展

相变保温建筑材料研究和应用进展随着全球对能源效率和可持续发展的日益,相变保温建筑材料(CWBM)成为了研究热点。

这种材料在储能和调节温度方面具有显著优势,为建筑节能提供了新的解决方案。

本文将探讨相变保温建筑材料的研究进展及其在各个领域的应用实例,并展望未来的发展趋势。

相变保温建筑材料是一种利用物质相变过程中吸收或释放大量热量的原理来调节建筑内部温度的材料。

在相变过程中,材料从固态转变为液态或从液态转变为固态,伴随着热量的吸收或释放。

这种材料的出现,可以有效解决传统保温材料导热系数高、储能能力差的问题。

近年来,相变保温建筑材料的研究取得了显著进展。

从材料种类来看,主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。

无机相变材料具有高储能密度、良好的热稳定性,但成本较高;有机相变材料成本较低、可塑性好,但储能密度和热稳定性较差。

针对不同材料的优缺点,研究者们正在开发高效、低成本的复合相变材料。

目前相变保温建筑材料的研究仍存在一些挑战,如相变温度范围窄、相变储能密度低、成本过高等。

为解决这些问题,未来的研究将更加注重纳米技术、先进复合材料等新型技术的引入,以改善相变保温建筑材料的性能。

相变保温建筑材料在建筑节能领域具有广泛的应用前景。

例如,在住宅和办公楼中,采用相变保温建筑材料可以显著提高建筑物的热效率,降低能源消耗。

这种材料还可以应用于城市综合体、工业建筑等领域。

在特定的领域,如数据中心、冷链物流等,相变保温建筑材料能够为能源管理和温度调控提供有效帮助。

总体来看,相变保温建筑材料的研究和应用前景广阔。

随着技术的不断进步和研究的深入,这种材料在建筑节能、可再生能源利用等领域的应用将更加成熟。

未来的研究将更加注重提高相变保温建筑材料的性能和降低成本,推动其在更广泛领域的普及和应用。

需要加强跨学科合作,促进相变保温建筑材料在产学研用方面的协同创新,为实现绿色建筑和可持续发展做出贡献。

随着能源短缺和环境污染问题的日益严重,可再生能源和节能技术的开发利用逐渐成为全球的焦点。

复合相变储能材料的研究

复合相变储能材料的研究

复合相变储能材料的研究作者:王蓬王月详张伟伟来源:《科技资讯》 2014年第21期王蓬王月详张伟伟(中国电子科技集团公司第三十三研究所山西太原 030006)摘要:相变储能材料能够将能量以相变潜热的形式储藏在其体内,实现能量在不同时空位置之间的转换和有效利用,受到了学者的高度重视。

近年来,相变储能材料的研究和应用发展十分迅猛,本文分析了对复合相变储能材料的制备和应用前景。

关键词:相变储能材料优化设计溶胶凝胶制备技术中图分类号:TQ02 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(c)-0095-02随着科技飞速的进步,人类对能源的需求日益增加,对能源的利用率提出了越来越高的要求。

储能技术“削峰填谷”的作用对提升能源的利用效率具有重要意义。

近年来相变储能材料在能源的充分利用研究领域中处于十分活跃的地位。

相变材料(Phase Change Material, PCM)是指在一定的温度范围内可改变物理状态的材料,以环境与体系的温度差为推动力,实现储、放热功能。

随着微纳加工技术的发展,航空航天领域中的电子元器件向高功率化、小型化等方向发展。

随着飞行器速度不断提升,电子元器件的温控问题已经成为影响器件可靠工作的关键。

资料分析显示:电子元器件的温度每升高2 ℃可靠性下降10%,因此航空航天领域中电子元器件可靠地温度控制是飞行器正常运行的重要保障。

目前被广泛应用于解决电子元器件散热问题的导热界面材料不能满足航天领域电子元器件的温控需求,对于此类处于较高温度的密闭环境体系中高密度电子元器件的热保护必须采用一种新型的热控技术,即相变储热式温控技术。

相变材料被提出装配于电子元器件和散热片之间,通过相变过程的相变潜热吸收电子元器件工作产生的热量,达到控制电子元器件温升,保证电子元器件可靠性的目的。

同时,相变材料具有常温下呈固态,可以制成垫片便于装配,达到一定温度后融化润湿配合界面,降低界面热阻,是替代界面导热材料的新型热控材料。

水合盐复合相变材料的研究进展

水合盐复合相变材料的研究进展

第8卷 第4期2019年7月储能科学与技术Energy Storage Science and TechnologyV ol.8 No.4July 2019水合盐复合相变材料的研究进展房满庭,章学来,纪 珺,华维三,刘 彪,王绪哲(上海海事大学蓄冷技术研究所,上海 201306)摘 要:水合盐相变储能材料具有相变温度适中、导热系数大、潜热值高、价格低廉等优点,因而具有广阔的使用前景。

然而,过冷、相分离、循环稳定性差等诸多问题限制了水合盐的实际应用。

许多学者将水合盐与其它材料结合,构成复合相变材料,成功地解决了以上问题。

前人对水合盐复合相变材料的研究以解决水合盐在使用过程中的上述问题居多。

然而近年来,有研究者制备复合相变材料以改善水合盐的热物性,如相变温度、导热系数、潜热值等,取得了一定成果,但这一研究思路仍需进行进一步探索。

文章将制备水合盐复合相变材料的目的作为线索,总结了水合盐复合相变材料的研究思路,详细介绍了国内外相关的研究工作和研究成果,并指出了今后水合盐复合相变材料的研究重点。

关键词:水合盐;复合相变材料;过冷;相分离;循环稳定性;热物性doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2019.0018中图分类号:TQ 037.1文献标志码:A文章编号:2095-4239(2019)04-0709-09Progress in hydrated salt based composite phase change materialsF ANG Manting , ZHANG Xuelai , JI Jun , HUA Weisan , LIU Biao , WANG Xuzhe (Merchant Marine Academy, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China)Abstract: Hydrated salt-based phase change materials have several advantages including moderate phase transition temperatures, high thermal conductivity, high latent heat and low prices, and hence a potential for a broad range of applications. Such materials, however, often come across problems including supercooling, phase separation and poor cycling stability, which limit their practical applications. One way to resolve the problems are the combination of the hydrated salts with other materials to form composites. This has been proven highly effective. Recent years also see researchers to use composite phase change materials as a mean to improve thermal properties of the phase change materials, including phase transition temperature, thermal conductivity and latent heat etc. This paper summaries recent progress in the area.Key words: hydrated salt; composite phase change material; supercooling; phase separation; cyclingstability; thermal properties收稿日期:2019-02-25;修改稿日期:2019-03-09。

复合相变材料的制备与应用研究进展

复合相变材料的制备与应用研究进展
相变材料 的相变温度和相变焓稳定 ,石蜡被吸 附进膨
2 4 3复 凝 聚法 ..
由两种或多种带有相反 电荷的线性无规聚合物材
2 1年第3 0 1 期
中 国 非 金 属 矿 工 业 导 刊
总 第 8 期 9
料作囊壁 ,将芯材分散在囊壁材料水溶液 中,在适 当 的p H值 、温度和稀释条 件下 ,使相 反 电荷 的高分 子 材料间发生静 电作用而相互吸引 ,导致溶解度降低并 分成两组 ,即贫相和富相 ,富相中的胶体可作为微胶 囊的壳 ,该现象 即为复凝聚。实现复凝聚 的必要条件 是两种聚合物离子 的电荷相反且数量恰好相等 ;同时
在两种不相混溶 的相变材料 乳化体 系中 ,通常采用水

李忠等 通过用 熔融浸渗法制备 出的C S / A- A 蒙 脱土复合 相变储 能材料 经过XRD、I R、D C 测证 S 检 明所 得到 的复 合相 变材 料适 合于 民用 建筑 材料 的使
用。
有机溶剂乳化体 系。在 聚合反应时两种单体分 别从
等导热物质 ,此种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法 比较适合 制备工 业和建筑 用低
温的定形相变 材料 。
因此在宏观上 为固态颗粒。微胶囊技术制备热控相变 复合材料有很多优点 :相变材料在相变过程 中无渗 出
且 保持 定形 结构 ;阻止 了相变 材料 与 外界环 境 的反 应 ;增 加了热交换面积。微胶囊法 中最常用的有 界面 聚合法 、原位聚合法 、复凝 聚法和 喷雾干燥法 。
聚合反应 ,生成的聚合物膜覆盖液滴表面 ,从而得到
微胶囊相变材料 。原位聚合法是建立在可溶性单体或
相变材料与多 孔载体 的复合 制备方法 采用真 空浸 渗法 。如果简单的将多孔材料浸泡在液体 中一般很难 在其 中吸收大量的液体 ,其原 因是在材料 内部 孔隙滞

相变材料的制备与应用研究

相变材料的制备与应用研究

相变材料的制备与应用研究相变材料是一类能够在外加温度、压力、磁场等因素引起的相变中发生明显物理性质变化的材料。

相变过程常伴随着体积的变化、热容的变化、热导率的变化、电导率的变化等。

这些性质变化,使得相变材料在许多应用领域具有独特的优势和广阔的应用前景,如智能材料、传感器、能量转换器件、存储和计算器件等。

相变材料的制备和应用是现代材料科学领域的研究热点之一。

一、相变材料的制备方法1.合金化法合金化法是制备相变材料的常用方法。

该方法一般采用高温固态反应的方法,将两种不同成分的金属合金化,在固相反应中形成相变材料。

早期的银镉合金、CuZnAl记忆合金就是采用的这种方法。

合金化法制备相变材料的优点是简单易行、合金质量稳定,缺点是成分范围窄,无法进一步对合金的微观结构和组成进行调整。

2.化学合成法化学合成法是一种以化学方法合成相变材料的方法,一般采用水热方法、溶胶-凝胶法、气相沉积等方法制备。

这种方法可以控制相变材料的成分、结构和形貌,是一种优良的相变材料制备方法。

例如,氧化铁纳米颗粒、氟化物钙钛矿薄膜、TiNi合金等都是采用化学合成法制备的相变材料。

3.物理气相沉积法物理气相沉积法是一种在真空条件下利用物理原理将材料沉积于基底上的方法。

这种方法的优点是可以在不污染基底表面的情况下沉积高纯度的相变材料薄膜,并对薄膜的结构进行精细调控。

例如,利用这种方法可以制备出流行的相变材料Ge2Sb2Te5、Sb2Te3等。

二、相变材料的应用研究1.智能材料智能材料是一类具有响应性能的材料,可以在多种外界刺激下完成自主性能变化。

相变材料作为一类具有响应性能的材料,不仅具有材料基础的智能功能,还可以实现形态记忆、孪晶效应和绝热效应等特殊功能,因此在智能材料领域中具有重要应用价值。

例如,TiNi合金可以应用于医用介入器械、潜水器构件等领域。

2.存储器件相变材料在存储器件中的应用十分广泛,如基于相变存储器的高速非易失性存储器(PRAM)、基于相变材料的电子阻变存储器(RRAM)等。

复合相变材料

复合相变材料

复合相变材料复合相变材料是一种具有特殊相变特性的材料,它可以在特定温度范围内发生相变,从而实现吸热或放热的功能。

这种材料在许多领域都有着广泛的应用,包括建筑、纺织、能源等领域。

在建筑领域,复合相变材料可以用于调节室内温度,提高建筑能效;在纺织领域,它可以用于制作具有保温或保冷功能的服装;在能源领域,它可以用于储能和传热等方面。

因此,复合相变材料具有着巨大的市场潜力和发展前景。

复合相变材料的种类繁多,常见的有有机相变材料、无机相变材料和复合相变材料等。

有机相变材料主要包括蜡类、聚合物等,它们具有较高的相变潜热和较宽的相变温度范围,但是其热导率较低,导致传热速度较慢。

无机相变材料主要包括金属合金、金属氢化物等,它们具有较高的热导率和较快的传热速度,但是相变潜热较低。

复合相变材料则是将有机相变材料和无机相变材料进行复合,充分发挥它们各自的优点,从而得到具有较高相变潜热、较宽相变温度范围和较快传热速度的材料。

复合相变材料的制备方法多种多样,常见的有物理混合法、化学复合法、微胶囊包埋法等。

物理混合法是将有机相变材料和无机相变材料进行机械混合,然后通过热压或溶剂挥发等方法得到复合相变材料;化学复合法是将有机相变材料和无机相变材料进行化学反应,形成复合相变材料;微胶囊包埋法是将有机相变材料包裹在微胶囊中,再与无机相变材料进行复合。

这些方法各有优劣,可以根据实际需要选择合适的制备方法。

复合相变材料的应用领域广泛,但是在实际应用过程中还存在一些问题,如相变温度范围不够宽、相变潜热不够高、循环稳定性差等。

因此,如何进一步提高复合相变材料的性能,是当前研究的热点和难点。

一些研究者通过改变材料的成分和结构,设计新型的复合相变材料;一些研究者通过表面改性、纳米复合等方法,改善复合相变材料的性能。

这些研究成果为复合相变材料的进一步发展提供了重要的支持和保障。

综上所述,复合相变材料具有着广阔的应用前景和发展空间,它在建筑、纺织、能源等领域都有着重要的应用价值。

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【行业发展】复合相变材料的制备与应用研究进展蒋运运,张玉忠,郑水林(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083)【摘 要】复合相变材料具有相变材料和载体的特点,本文介绍了近年来复合相变材料的制备方法以及复合相变材料在各领域中的应用情况,并分析了复合相变材料制备应注意的问题。

【关键词】复合相变材料;制备方法;应用【中图分类号】TB332;TB383 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2011)03-0004-04Preparation of Composite Phase Change Materials andIts Application DevelopmentJIANG Y un-yun, ZHANG Y u-zhong, ZHENG Shui-lin(School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China) Abstract: The composite phase change materials have the characteristic of phase change materials and carrier, this article briefly introduced in recent years many phase change materials preparation and composite phase change materials in the fields of application and briefly introduce the problems the composite phase change materials prepared should to pay attention to.Key words: composite phase change materials; preparation; application1 概述相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。

相变材料按化学成分可分为无机相变材料及有机相变材料。

无机类相变材料具有较高的熔解热、固定的熔点、导热系数高、相变时体积变化小等优点,主要用于中低温相变材料。

但一般盐型的无机类相变材料循环使用时易发生“过冷”和“相分离”现象。

有机类相变材料不易发生“过冷”及“相分离”现象,具有腐蚀性较小、性能稳定、固体成型较好、价格便宜等优点,但存在着导热系数低、材料密度小、易挥发、损耗大、单位体积储热能力差、价格较高、存在可燃性等缺陷,从而会降低储热系统效能及限制其应用。

为弥补无机或有机类相变材料单独使用的缺点,达到最佳的应用效果,可制成有机/无机复合相变材料进行使用。

理想的相变材料应具有以下性质:①热性能:要有合适的相变温度、较大的相变潜热、比热较大、合适的导热性能(导热系数一般宜大)、相变过程中体积变化小;②化学性能:要求性能稳定、相变可逆性好、过冷度小、无毒、不易燃、具有较快的结晶速度和晶体生长速度,在相变过程无熔析现象,使用过程相变介质化学成分稳定;③物理性能:要求体积膨胀率小、蒸汽压低、密度较大;④经济性能:应当原料易购、价格便宜等。

2 复合相变材料的制备方法2.1 溶胶凝胶法溶胶凝胶技术是指金属有机或无机化合物经过溶胶凝胶化和热处理形成氧化物或其他固体化合物的方法。

其过程是:用液体化学试剂或溶胶为原料,在液相中混合均匀并进行反应,生成稳定且无沉淀的溶胶体系,放置一段时间后转变为凝胶,经脱水处理,在溶胶或凝胶状态下成型为制品。

特点是反应条件温和、两相分散均匀,改变反应组分可制备多种具有不同性能的聚合物基纳米复合材料[1]。

溶胶凝胶法最常见的是硅溶胶对相变储能材料的封装,是以正硅酸乙酯为前驱体,乙醇为溶剂,在机械搅拌和盐酸的催化作用下,同时发生水解和交联得到硅溶胶,再经陈化过程,形成三维网络结构即得到凝胶,从而形成了具有一定空间和尺寸的“笼结构”。

将相变储能材料加入到反应体系中,则相变储能材料能被有效的束缚在“笼结构”中,即使在液体状态下也不易泄漏。

该反应条件温和,常温常压下即可制备,因此有很好的发展前景[2]。

周盾白等[3]采用溶胶凝胶法制备的石蜡/蒙脱土纳米复合相变材料具有良好的稳定性,用于建材中与混凝土有良好的相容性。

4邹光龙[4]采用溶胶凝胶法制备的SiO2/脂肪酸复合相变材料有效地改善了材料的导热性能,提高了其蓄放热速率,从而提高了对热能的利用率。

2.2 熔融浸渗法熔融浸渗法制备复合相变材料通常是用两种熔点区别很大的物质,高熔点的作为支撑物,制备出有连通网络结构的多孔基体,低熔点的为相变材料熔化渗入多孔基体中。

为了提高热导率,可在其中添加石墨等导热物质,此种方法比较适合制备工业和建筑用低温的定形相变材料[5]。

熔融浸渗法一般采用熔体无压浸渗工艺。

无压渗入对相变材料熔体及多孔基体有如下要求:①相变材料熔体应对多孔基体浸润;②基体应具有相互连通的渗入通道;③体系组分性质匹配;④渗入条件不宜苛刻。

李忠等[6]通过用熔融浸渗法制备出的CA-SA/蒙脱土复合相变储能材料经过XRD、IR、DSC检测证明所得到的复合相变材料适合于民用建筑材料的使用。

吴建锋等[7]通过对NaCl/SiC泡沫陶瓷高温复合相变材料的制备实验研究,成功利用熔融浸渗法制备出了复合相变材料,各项指标证明其可以用于高温蓄热。

2.3 多孔基吸附法利用多孔介质内部孔隙小的特点,将相变物质分散成很小的颗粒,借助毛细管效应提高相变物质在多孔介质中储藏的可靠性,使其在发生固液相变时不发生液体泄漏,同时利用多孔介质导热率高的特点提高换热效率。

选择多孔介质时通常需要考虑它的结构特点(孔径分布、孔的形状、孔与孔的连接性)及其与相变物质的兼容性。

多孔基相变材料具有不易泄漏、导热系数较高、稳定性高、强度大等特点。

相变材料与多孔载体的复合制备方法采用真空浸渗法。

如果简单的将多孔材料浸泡在液体中一般很难在其中吸收大量的液体,其原因是在材料内部孔隙滞留了大量被压缩了的空气,从而阻碍了液体向多孔材料内部的渗透。

采用真空浸渗法可以将大量有机相变物质载入多孔介质中。

载入了有机相变物质的多孔介质颗粒在表面晾干清洁之后,采用简单的浸涂方法在颗粒表面增加低渗透性涂层[8]。

李海建等[9]通过用真空吸附法制备的膨胀珍珠岩与石蜡的复合相变材料,通过DSC、扫描电镜和热重分析仪进行测试,结果表明,采用此方法制得的复合相变材料的相变温度和相变焓稳定,石蜡被吸附进膨胀珍珠岩的孔道中,并且在100℃以下相变材料不会变成气态,对环境不会造成污染,可安全使用。

2.4 微胶囊法微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒子的技术。

微胶囊相变材料是利用微胶囊技术,将特定相变温度范围的相变物质用有机化合物或高分子化合物,用物理或化学方法封装起来,形成直径在1~300μm之间的颗粒。

相变过程中,胶囊内的相变物质发生固液相变,外层始终保持为固态,因此在宏观上为固态颗粒。

微胶囊技术制备热控相变复合材料有很多优点:相变材料在相变过程中无渗出且保持定形结构;阻止了相变材料与外界环境的反应;增加了热交换面积。

微胶囊法中最常用的有界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法和喷雾干燥法。

2.4.1 界面聚合法首先要将两种含有双(多)官能团的单体分别溶解在两种不相混溶的相变材料乳化体系中,通常采用水—有机溶剂乳化体系。

在聚合反应时两种单体分别从分散相(相变材料乳化液滴)和连续相向其界面移动并迅速在界面上聚合,生成的聚合物膜将相变材料包覆形成微胶囊。

在乳化分散过程中,要根据相变材料的溶解性能选择水相和有机相的相对比例,数量少的一种一般做分散相,数量多的作连续相,相变材料处于分散相乳化液滴中。

赖茂柏等[10]采用界面聚合法以甲基丙烯酸甲酯包覆石蜡制备相变微胶囊,得到的微胶囊颗粒较小而均匀,包覆层强度也较好,不易发生泄漏。

2.4.2 原位聚合法原位聚合法是将形成囊壁的单体及引发剂全部位于相变材料乳化液滴的内部或外部,在液滴表面发生聚合反应,生成的聚合物膜覆盖液滴表面,从而得到微胶囊相变材料。

原位聚合法是建立在可溶性单体或预聚物聚合反应生成不溶性聚合物的基础上,其关键是形成的聚合物如何沉淀和包覆在内核的表面。

周建伟等[11]采用原位聚合法合成了以低温相变材料为囊芯和脲醛树脂为壁材的微胶囊,在16 000r/min转速下剪切乳化5min制备相变材料乳化液。

在反应器中加入相变材料、三聚氰胺改性脲醛预聚体、NH4Cl调节pH值为7,在40℃下反应4h形成相变材料微胶囊。

制备的微胶囊相变复合材料在组成结构、形貌特征、热性能和胶囊致密性等方面都能达到预期目的。

2.4.3 复凝聚法由两种或多种带有相反电荷的线性无规聚合物材5料作囊壁,将芯材分散在囊壁材料水溶液中,在适当的pH值、温度和稀释条件下,使相反电荷的高分子材料间发生静电作用而相互吸引,导致溶解度降低并分成两组,即贫相和富相,富相中的胶体可作为微胶囊的壳,该现象即为复凝聚。

实现复凝聚的必要条件是两种聚合物离子的电荷相反且数量恰好相等;同时还须调节体系的温度和盐含量,以促进复凝聚产物的形成。

Hawlader等[12]用复凝聚法成功制备了相变微胶囊,将石蜡置于明胶水溶液中乳化,在65℃下逐滴加入阿拉伯胶溶液,得到混合均匀的乳液,调节乳液pH值=4后加入甲醛作为交联剂;反应完全后降至室温并调节pH值=9,此时悬浊液发生相分离,将富相中的微胶囊硬化、过滤和分离便可得到产物。

对产物的各种性能进行详细研究后发现,壳材用量、乳化时间和交联用量对成核率及粒径分布有很大的影响。

Hideto等[13]以丁四醇为主要相变材料,通过掺入不同比例的多元醇如TME、TMP等,制得相变温度在80~100℃的PCM(86)和PCM(80)两种产物,产物随环境温度变化的吸放热研究表明其具有较好的温度调控功效。

2.4.4 喷雾干燥法喷雾干燥法是将芯材料和壳材料的混合物通入加热室或冷却室,快速脱除溶剂后凝固得到微胶囊,一般是先将壳材料溶于溶剂中,然后芯材料在壳材料的溶液中乳化,最后是喷雾干燥。

2.5 高分子聚合法高分子聚合法是利用接枝,嵌段共聚或化学交联等化学方法,把具有较高相变热以及合适温度的高分子固液相变物质合成性质相对稳定的高分子相变材料。

吕社辉等[14]介绍了高分子物质作为载体基质和相变介质制备高分子复合相变材料的方法,并分析了各种高分子复合相变材料的优缺点。

3 复合相变材料的应用3.1 建筑业建筑业是复合相变材料最具有应用价值的领域之一[15]。

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