相变微胶囊的制备工艺
实验1 原位聚合法制备相变储能微胶囊 -实验报告
实验1 原位聚合法制备相变储能微胶囊引言相变材料(PCM ，phase change material) 在相变过程中能够储存或者释放大量热量，可用于热能储存和温度调控。
相变微胶囊（MEPCM ）的内核是相变材料，壁材通常采用高分子聚合物(如蜜胺树脂、脲醛树脂、明胶等)，制备的方法主要有界面聚合法和原位聚合法等。
界面聚合法是先将囊芯材料和生成囊壁的某种单体一起加入溶剂制成均匀的溶液，然后倒入不相溶的溶剂中乳化，再在乳液中滴加生成囊壁的另一种单体，让两种单体在界面上发生反应形成囊壁，包覆芯材液滴，最后制得相变材料微胶囊。
与界面聚合法不同，原位聚合法生成囊壁的单体和催化剂全部位于囊芯的内部(或外部)，单体聚合时逐步形成不溶性的高聚物，包覆在囊芯表面形成微胶囊。
在原位聚合法中，油性的囊心材料在乳化剂存在下搅拌分散于水中，形成稳定的O/W 型乳液，然后加入作为壁材的预聚体溶液，搅拌下原位聚合包覆在囊芯液滴表面。
微胶囊在制备过程中，胶囊颗粒大小由开始乳化分散时的液滴大小来决定，而乳化分散液滴大小与乳化搅拌时间、速度密切相关。
形成胶囊的粒径越小，比表面积越大，胶囊越容易相互聚集，通过显微镜观察发现胶囊会发生粘连现象。
因此在成囊后要加入分散剂来减小胶囊的表面自由能或通过亲水基吸附在固体颗粒表面而形成外壳，使颗粒屏蔽起来而不发生絮凝，给予分散体系以稳定性。
为了确保MEPCM 的包覆完整性及强度，芯材含量不能过多也不能过小，否则会影响MEPCM 的蓄热性能，芯材质量百分数含量应在30%～80%之间，最好在50%～70%，另外微胶囊粒径越小，包裹效果和结构致密性也越好，同时表面积增加所需的壁材用量也相应增加。
硬脂酸丁酯具有相变温度温和、无毒的特点，适宜用在太阳能存储，室温调节领域。
蜜胺树脂具有较高的拉伸强度和压缩强度，较强的耐弱酸碱性及较好的密封性。
本实验以硬脂酸丁酯为相变材料，蜜胺树脂为壁材，通过原位聚合法制备相变储能微胶囊，采用光学显微镜、红外光谱等表征微胶囊的表面形态和结构特征，采用DSC 测定其热性能。
原位聚合法制备相变微胶囊
原位聚合法制备相变微胶囊引言相变材料(PCM，phase change material) 在相变过程中能够储存或者释放大量热量，可用于热能储存和温度调控。
相变材料的应用主要可以分为两个方向：一是利用其相变时的潜热，把它与传热流体混合，提高传热流体的热容，用于热量传输、冷却剂等；二是利用其相变温控特性，将其应用于纺织品[1]、建筑物、军事目标等，提高热防护性或者调节温度。
例如将相变材料加入到建筑材料中制成储能建材，利用太阳能和季节温差能等再生能源, 可以降低建筑物室内温度波动, 有效利用低峰电力削峰填谷, 降低能源支出，提供健康舒适的室内环境[2]；如果将相变微胶囊悬浮在液体介质中, 形成一种二元潜热型悬浮液，将这种具有大热容的二元潜热型悬浮液作为电子设备的冷却液，能够提供10～40倍于一般流体的等效热容，在相同冷却功率的要求下，冷却系统所需的泵功耗、冷却液流速及热沉体积均可大幅减小。
本实验以硬脂酸丁酯为相变材料，蜜胺树脂为壁材，通过原位聚合法制备相变储能微胶囊，采用光学显微镜、红外光谱等表征微胶囊的表面形态和结构特征，采用DSC测定其热性能。
本研究性实验着重于制备工艺的优化，以改善相变微胶囊的储热性能。
通过本实验，了解了微胶囊的制备方法，理解并掌握原位聚合法制备微胶囊的实验原理和实验技术，探索制备条件对微胶囊结构与性能的影响，并尽可能优化制备工艺。
1.实验方法1.1仪器与试剂三聚氰胺，37%甲醛，三乙醇胺，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，十六烷基三甲基溴化铵，司班80，盐酸，柠檬酸，氯化铵，硬脂酸丁酯（芯材）；匀质机（乳化搅拌机），电动搅拌机（数显可控搅拌仪），超声波振荡仪（一台），光学显微镜。
1.2微胶囊的制备（1）MF预聚体的制备在三口烧瓶中, 以2：1摩尔比混合甲醛（4mL，37%）和三聚氰胺(2.30g), 20mL水，在70 ℃下充分溶解，用三乙醇胺调节pH值到9.0左右，在68℃下搅拌反应至三聚氰胺完全透明后，继续搅拌反应10分钟, 得到MF预聚体水溶液，将此溶液倒入锥形瓶中室温放置。
一种复合芯材相变微胶囊及其制备方法与流程
一种复合芯材相变微胶囊及其制备方法与流程摘要相变微胶囊是一种具有广泛应用前景的微胶囊材料。
本文提出一种复合芯材相变微胶囊并介绍其制备方法和流程。
该微胶囊采用壳材和芯材分离的设计，在芯材中加入了复合相变材料，通过在壳材和芯材之间形成空隙来实现相变材料的相变。
采用溶剂挥发法进行制备，制备流程简单、易于控制，且所得产品具有高度的均一性和稳定性。
该方法可以应用于制备多种相变微胶囊产品，具有广泛的应用前景。
引言微胶囊材料是一种在化工、制药、食品等领域有广泛应用的新型材料。
其中，相变微胶囊是一种应用前景广泛的微胶囊材料，具有相变温度范围宽、储能密度高、热稳定性好等优点，可以被广泛应用于温度控制、储能等方面。
目前，国内外已有多种相变微胶囊的制备方法和流程被提出，但是这些方法或者较为复杂，或者成本较高，不能满足实际应用需要。
在此背景下，本文提出一种复合芯材相变微胶囊的制备方法。
该方法采用壳材和芯材分离的设计，在芯材中加入了复合相变材料，通过在壳材和芯材之间形成空隙来实现相变材料的相变。
采用溶剂挥发法进行制备，制备流程简单易控制，具有高度的均一性和稳定性。
该方法可以应用于制备多种相变微胶囊产品，具有广泛应用前景。
1. 复合芯材相变微胶囊的结构与原理1.1 结构设计复合芯材相变微胶囊采用壳材和芯材分离的设计，其结构示意如图1所示：图1 复合芯材相变微胶囊结构示意图其中，壳材由聚乙烯醇（PVA）制成，芯材由聚乙烯醇和复合相变材料组成。
复合相变材料由正十八烷和十二酸混合物、过渡金属氧化物等复合而成，具有较高的相变储能密度和相变温度范围。
1.2 原理将芯材和壳材分开设计的复合芯材相变微胶囊，通过控制芯材的相变温度和壳材的熔融温度来实现相变材料的相变。
在低温下，相变材料处于固态，芯材和壳材之间的空隙很小，此时芯材无法释放相变潜热。
当温度升高到相变温度时，相变材料迅速从固态变成液态，占据了原来芯材和壳材之间的空隙，同时释放相变潜热。
微胶囊相变储能材料制备工艺
微胶囊相变储能材料制备工艺1概述1.1MCPCM定义相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热[1]。
微胶囊相变材料（MCPCM）是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物作壁材，相变物质为芯材制备的微小颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点，利用MCPCM 这种储热、放热作用，可以调整、控制工作源或材料周围环境的温度[2]。
在MCPCM中发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域[3]。
相变材料在产生相变时能够吸收发热体的热量，使其温度不再升高或升高较小；当发热体不工作时，其温度降低，相变材料可以恢复原来的相结构，因此可以多次重复使用。
1.2MCPCM的组成微胶囊粒子的形态多种多等形状[4]。
微胶囊是直径在1~500μm的微小“容器”，它主要由囊芯和组成。
微胶囊囊芯可以是固体、液体或气体，可以由一种或多种物质组成。
囊芯应具有潜热大、无毒性、化学稳定性及热稳定性等特点。
目前，可作为微胶囊囊芯的相变材料主要有结晶水合盐和石蜡，此外还有直链烷烃、聚乙二醇、短链脂肪酸等[5]。
壁材通常是天然或合成的高分子材料或无机物，有单层和多层的。
壁材的选择依据囊芯的性质、用途而定。
囊壁材料为无机和有机高分子材料。
无机壁材有无机盐（如硅酸钙等）和金属；有机壁材主要是高分子材料，如脲醛树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
有时为了提高囊壁的密闭性或热、湿稳定性，可将几种壁材联合使用[6]。
1.3MCPCM的分类MCPCM可从不同角度进行分类，根据材料的化学组成分类可分为无机MCPCM、有机MCPCM和混合MCPCM；根据储热的温度范围分类可分为高温MCPCM、中温MCPCM和低温MCPCM，高温MCPCM主要是一些熔融盐、金属合金；中温MCPCM主要是一些水合盐、有机物和高分子材料；低温MCPCM主要是冰、水凝胶；根据储能方式分类可分为显热式MCPCM、化学能转化式MCPCM和潜热式MCPCM；根据贮热过程中材料相态的变化方式分类可分为固-液MCPCM、固-固MCPCM、固-气MCPCM和液-气MCPCM[7]。
乳液聚合法制备正十八烷相变材料微胶囊
测试 。该 体 系 中乳 化剂 种 类对 微胶 囊 的成 囊 性有 显著 影 响 。实 验 以十 二烷 基硫 酸 钠（Ｄ ） 乳化 剂 ，获 得 了相 变热 焓 Ｓ Ｓ作 为 １ ７５／￣表 面光 滑 、粒径在 ６ ｍ 右 ． ｇ ３ Ｊ 左 ＭｃｏＣ ｓ 热处 理 实验 表 明微 胶 囊 的应用 温度 在 １ ０Ｃ ｉ ＰＭ 。 ｒ ８ ￣ 以下 。
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总第１ ９ 期 ３
乳液聚合 法制备正十八烷相变材料微胶 囊
单晓辉 裴广玲 付 中玉¨ ，
（． １北京服装学院材料科学与工程学院，北京 ｌ０２，２北京市服装材料研 究开发与评价重点实验 室，北京１０２ ） ０９ ． ０ ０９ ０
摘 要 ：以相变物质正十八烷（一 ｃａｅａ ｅ为芯材，苯乙烯（ｔ ｎ ０ｔｄ ｃｎ ） Ｓ） 一甲基丙烯酸（Ｍ ） Ｍ Ａ共聚物为壁材，采用乳液聚合法
究 了乳 化 剂种 类 对ＭｉｒＰ ｃｏ ＣＭｓＪ 的 影响 。 采用 扫 描 电 ￣备 ｌ Ｊ 子 显微 镜 、差 示扫 描 量热 仪 、激光 粒 度 仪对 制 备 的成 囊
性 好 ， 表 面 光 滑 ， 且 粒 径 大 小 在 ６ ｕ ｍ 左 右 的
Ｍｉ ｏ Ｃ 进 行 了性 能 表征 ，为该相 变材料 ＭｉｒＰ Ｍｓ 离 子水 加 入到 ５ Ｏ 三 口瓶 中搅拌 成水 溶 液。 将Ａ 液加 ｃ Ｐ Ｍｓ ｒ ｃｏ Ｃ Ｏ ｍｌ 溶
国 马尔文 公 司 。
本文采用乳液聚合 法以相变物质正十八烷 为芯材 ，
石蜡类相变材料微胶囊的制备与表征
石蜡类相变材料微胶囊的制备与表征相变材料是一种具有特殊性质的材料，可以在温度变化时吸收和释放大量的能量。
其中，石蜡类相变材料以其稳定的性能和广泛的应用领域而备受关注。
然而，石蜡类相变材料的应用受到其自身低热传导率和液态相变时的渗漏问题的限制。
为了克服这些问题，研究人员开始利用胶囊技术将石蜡类相变材料包裹在微胶囊中。
制备石蜡类相变材料微胶囊的方法可以分为两步：首先，通过乳化或溶剂挥发法制备石蜡类相变材料的微乳液或溶液；然后，利用凝胶剂或交联剂将乳液或溶液中的相变材料包裹在微胶囊中。
乳化法是最常用的方法之一，通过在水相中加入表面活性剂和乳化剂，将石蜡类相变材料分散在水相中形成乳液。
溶剂挥发法则是将石蜡类相变材料溶于有机溶剂中，然后加入水相中，通过溶剂的挥发使得石蜡类相变材料析出形成微胶囊。
制备完成后，需要对石蜡类相变材料微胶囊进行表征。
常用的表征方法包括扫描电子显微镜(SEM)观察微胶囊的形貌和粒径分布；差示扫描量热法(DSC)测量微胶囊相变温度和相变潜热；热重分析(TGA)测量微胶囊的热稳定性；红外光谱(FT-IR)分析微胶囊的化学组成等。
通过这些表征方法，可以对石蜡类相变材料微胶囊的性能进行评估和优化。
石蜡类相变材料微胶囊具有许多潜在的应用领域。
例如，在建筑领域中，可以将石蜡类相变材料微胶囊添加到建筑材料中，用于调节室内温度，提高能量效率。
在纺织领域中，可以将石蜡类相变材料微胶囊加工到纺织品中，用于调节穿着者的体温。
此外，石蜡类相变材料微胶囊还可以应用于能源存储和传输领域等。
总之，石蜡类相变材料微胶囊的制备与表征是一项具有重要意义的研究工作。
通过合适的制备方法和细致的表征分析，可以优化石蜡类相变材料微胶囊的性能，并为其在各个领域的应用提供基础。
随着相关研究的深入，相信石蜡类相变材料微胶囊将在能源和环境领域发挥更为重要的作用。
相变微胶囊的制备及应用研究
相变微胶囊的制备及应用研究
相变微胶囊是一种具有独特功能的微胶囊，其内含有相变材料，能够在特定温度范围内发生相变反应。
相变是物质从一个相态转变为另一个相态的过程，常见的相变有凝固、熔化、蒸发等。
已经引起了广泛的关注。
相变微胶囊的制备是一个复杂的过程，一般包括包裹相变材料、固化包裹层、形成微胶囊等步骤。
首先，选择合适的相变材料，常用的有蜡、水等。
然后，在相变材料表面包裹一层固化层，常用的固化层材料有聚合物、硅胶等。
最后，通过乳化、凝胶化等方法形成微胶囊结构，使相变材料包裹在固化层内。
相变微胶囊具有广泛的应用前景。
一方面，相变微胶囊可以用于热能储存和释放。
相变材料在相变过程中可以吸收或释放大量的热能，因此可以应用于太阳能储能、热泵等领域。
另一方面，相变微胶囊还可以用于温度调节。
通过控制相变温度和相变材料的含量，可以制备具有不同相变温度的微胶囊，从而实现温度调节的功能。
此外，相变微胶囊还可以应用于药物缓释、纺织品、建筑材料等领域。
相变微胶囊的制备及应用研究还存在一些挑战。
一方面，相变微胶囊的制备过程复杂，需要控制好相变材料的包裹和固化层的形成，以及微胶囊的稳定性。
另一方面，相变微胶囊的应用还需要进一步研究，特别是在实际应用中的可行性和经济性方面。
综上所述，相变微胶囊是一种具有潜在应用价值的新材料，其制备及应用研究具有重要意义。
未来的研究可以进一步探索相变微胶囊的制备方法和应用领域，提高其制备效率和应用性能，为其在能源、环境和医药等领域的应用提供更多可能。
相变材料微胶囊的制备及其在纺织品中的应用
相变材料微胶囊的制备及其在纺织品中的应用
相变材料是一种能够在特定温度范围内进行相变的材料，具有很高的潜在应用价值。
本文将介绍相变材料微胶囊的制备方法以及其在纺织品中的应用。
相变材料微胶囊的制备方法主要包括溶剂挥发法、乳化法和共沉淀法等。
其中，溶剂挥发法是最常用的制备方法之一。
首先，选择合适的相变材料，并将其溶解在适当的溶剂中。
然后，将溶液滴入到一种无毒、可生物降解的聚合物溶液中，形成微胶囊。
最后，通过挥发溶剂和固化聚合物，得到相变材料微胶囊。
相变材料微胶囊在纺织品中的应用主要体现在调温功能方面。
例如，将相变材料微胶囊加入到纺织品中，可以使纺织品具有吸热和释热的能力。
当环境温度升高时，相变材料微胶囊吸收热量，使纺织品表面温度下降，提供舒适感。
而当环境温度下降时，相变材料微胶囊释放热量，使纺织品表面温度升高，提供保暖效果。
这种调温功能的纺织品可以广泛应用于户外运动服装、床上用品和座椅材料等领域。
此外，相变材料微胶囊还可以用于纺织品的智能控制。
通过调节相变材料微胶囊的组成和包裹方式，可以实现纺织品的温度控制。
例如，在夏季炎热的环境中，纺织品可以根据人体的温度变化自动调节温度，提供舒适感。
而在冬季寒冷的环境中，纺织品可以根据室内外温度的变化自动调节温度，提供保暖效果。
总之，相变材料微胶囊的制备方法简单且成本较低，具有很大的潜力在纺织品中应用。
通过在纺织品中加入相变材料微胶囊，可以实现纺织品的调温功能和智能控制，提高人们的舒适感和生活质量。
相信随着相关技术的不断发展，相变材料微胶囊在纺织品领域的应用将会得到更加广泛的推广和应用。