相变储能微胶囊研究进展
纳米胶囊相变材料的研究进展
3广东省自然科学基金(NO.04020118);广州科技计划项目(NO.2005Z32D2101) 方玉堂:男,副教授 Tel :020********* E 2mail :ppytfang @纳米胶囊相变材料的研究进展方玉堂,匡胜严(华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广州510640) 摘要 纳米胶囊相变材料(N EPCMs )是将纳米胶囊化技术应用于相变材料的新型复合相变材料。
综述了纳米胶囊相变材料的研究进展,重点论述了纳米胶囊相变材料的结构组成、制备方法及其应用展望。
关键词 纳米胶囊 相变材料 制备方法R evie w on N anoencapsulated Phase Change MaterialsFAN G Yutang ,KUAN G Shengyan(The Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer &Energy Conservation ,Ministry ofEducation ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640)Abstract The nanoencapsulated phase change materials (N EPCMs )are the novel composite phase changematerials formed by nanoencap sulation technology.This article summarizes the development of N EPCMs ,and elabo 2rates the structure composition ,preparation methods and the application prospect of N EPCMs.K ey w ords nanoencap sulation ,phase change materials ,preparation methods 近年来,随着微电子技术、燃料电池、运输业、工业制造业、航空航天、建筑、纺织、军事、能源利用以及通讯等工业的飞速发展,给传热领域提出了新的课题。
相变材料微胶囊研究进展
进行相变转换，而壁材仍然维持着固体外会在芯材液滴的外表面进行聚合反应制备本论文详细介绍了制备微胶囊相变观，从而便于别的基体与相变材料微胶囊分子量相对较低的预聚体，当其尺寸不断材料的四种常用方法，包括喷雾干燥[1]增大后，其会在芯材表面进行聚集，因为复合。
当前，相变材料微胶囊已经成为法、原位聚合法、界面聚合法及复凝聚聚合过程一直在不断进行，所以最终其会了各国科学家们的研究重点，其在纺织、法。
此外，还系统阐述了相变微胶囊材形成固体外壳覆盖在芯材液滴表面上。
太阳能贮存以及节能建筑材料等领域得到料在不同领域的应用，包括纺织领域、[7][4]Zhang等通过原位聚合法分别合成了以了广泛的应用。
太阳能贮存材料领域以及节能建筑材料蜜胺-甲醛-脲聚合物为壳，正二十烷、2 微胶囊相变材料的制备领域。
正十九烷和正癸烷为芯材的相变材料微胶2.1 喷雾干燥法[8]喷雾干燥法是指将壁材和芯材进行混囊。
Masato Tanaka等通过原位聚合法制1前言合后，加入冷却或者加热装置中，使其去备了一种新型的贮能材料，该材料的平均煤、石油等不可再生资源的快速消除溶剂进行凝固从而获得微胶囊的方法。
直径在30 μm~50 μm之间。
耗，使开发可再生能源技术和新能源技术通常，首先把壁材在适当的溶剂中进行溶以及节能技术成为了全世界人民关注的热[1]解，之后将芯材加入到壁材溶液中进行乳点问题。
由于自身不可替代的优势，将化，最后再进行喷雾干燥。
喷雾干燥法具相变材料进行微胶囊化已经成为有效解决有产品质量优良、生产成本低、操作方法能源危机的一个重要途径。
灵活等优势，其具体操作流程见图1。
将相变材料的微胶囊化技术是指在相变芯材在壁材溶液中进行分散从而获得水包材料所构成的微粒表面包裹一层性能结构图2 原位聚合法合成微胶囊油或者油包水型乳液，该乳液在气流雾化稳定的薄膜从而形成具备核壳结构的微胶 2.3 界面聚合法的作用下被分散为液滴，并均匀分布在热囊的过程。
微胶囊相变储能材料研究及应用进展评述
化。该法成本低廉 , 工艺简单, 易于大规模工业化生 产。 锐孔法是因聚合物的固化导致微胶囊囊壁的形 成 , 即先将线形聚合物溶解形成溶液 , 聚合物固化时 迅速沉淀析出形成囊壁。 复凝聚法适用于对非水溶性的固体粉末或液体 进行包囊。实现复凝聚的必要条件是 2 种聚合物离 子的电荷相反, 数量恰好相等。以明胶与阿拉伯胶 为例, 将明胶溶液的 pH 值自等电点以上调至等电 点以下 , 使之带电 , 而阿拉伯胶仍带负电 , 由于电荷 互相吸引交联, 形成正、 负离子络合物, 溶解度降低 而凝聚成囊。复凝聚法是经典的微胶囊化方法, 操 作简单。 溶剂挥发法也称为液中干燥法 , 将壳材料与芯 材料混合物以微滴状态分散到介质中, 挥发性的分 散介质迅速从液滴中蒸发或者被萃取形成囊壳。再 通过加热、 减压、 搅拌、 溶剂萃取、 冷却或冻结的手段 将囊壳中的溶剂除去。笔者所在实验室采用三氯甲 烷作为分散挥发相溶剂 , 制备了以聚苯乙烯为壁材、 以 CaCl2 6H 2 O 为芯材的微胶囊相变材料[ 10] 。
相变材料主要利用其在相变过程中吸收或放出 的热能, 在物相变化过程中与外界环境进行能量交 换( 从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量 ) , 从而达到能量利用和控制环境温度的目的。 相变材料按照结构可以分为无机相变材料和有 机相变材料, 无机相变材料主要包括结晶水合盐类、 熔融盐类、 金属及其合金和氟化物等。其中最典型 的是结晶水合盐类 , 其具有较大的熔解热和固定的 熔点。 有 代 表 性 的 结 晶 水 合 盐 有: Na2 SO4 10H 2 O 、 CaCl2 6H 2 O 、 Na 2 S 2 O 3 5H 2 O 、 Mg Cl2 6H 2 O 等 , 这类相变材料存在着过冷和相分离的问 题。高级脂肪烃类、 醇类、 芳香烃类、 芳香酮类、 酰胺 类、 氟利昂类等是常用的有机相变材料 , 高分子类相 变材料包括聚烯烃类、 聚多元醇类、 聚烯醇类、 聚烯 酸类、 聚酰胺类等。石蜡是应用比较广泛的有机类 相变材料, 可 用通式 Cn H 2 n + 2 表示 , 选择不同 碳原 子数的石蜡, 可获得不同相变温度 , 相变潜热大约在 160~ 270 kJ/ kg 。石蜡作为相变材料 , 无过 冷及析 出现象、 性能稳定、 无毒、 无腐蚀性、 价格便宜, 但是 其导热系数小、 密度小、 单位体积储热能力差、 相变 过程中体积变化较大。 微胶囊相变材料与普通相变材料相比增大了传 热面积, 防止了相变材料与周围环境的反应, 有效控 制相转变时材料的体积变化, 提高了相变材料的使 用效率, 同时微胶囊相变材料便于封装 , 可以降低相 90 新技术新工艺!
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。
相变微胶囊的制备及其应用现状研究
ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｉ ｎ ｓ ｉ ｔ ｕ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｃ ｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ Ｏ ． Ｉ ｎ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
摘 要 相 变材料在相 变过程 中， 可 以向环境吸收或释放 热量， 而本 身温度 维持 不变， 具有很好 的储能特性 。相
变微胶 囊可在一定程度上解决相 变材料 的泄漏及 腐蚀 性等问题 ， 因而在 能源科 学、 材料科 学等领域 发挥 着重要 作用 。
系统介 绍 了相变微胶 囊的制备 方法 ， 其 中主要 包括界 面聚合 法 、 原 住聚合 法 、 复合凝 聚法 、 悬浮 聚合法 等。阐述 了相
变储 能微胶 囊在 太 阳能 、 建 筑、 服装纺织 、 军事伪装 隐身等领域 的应用 ， 并指 出了微胶 囊相 变材料存在 的 问题及 今后
的 发展 方 向 。
关 键 词
相变材 料 储 能 微胶囊
中图分 类号 ： ＴＢ ３ ４
文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｈａ ｓ ｅ Ｃｈａ ｎｇ ｅ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ａ ｐｓ ｕ ｌ ｅ ｓ
高温相变储能微胶囊研究进展
能源是人类赖以生存的基础，能源促进了人类社会的发展，但伴随着大量的温室气体术就在这一趋势下得到了发展。
储能技术不仅可以实现工业余热回收利用，吸收太阳能、地热清洁能源，还可以将热低谷多余能量转移到热高峰使用，减少化石能源的用量，实现能源的高效和可持续使用。
相变材料（Phase change materials）作为储能技术的媒介，得到了国内外科学家的广泛关注。
相变材料是指在相变过程中伴随大量相变潜热进行能量储存国、德国、日本等）迅速发展。
美国宇航局为了避免载人飞船中的精密仪器和宇航员免受太空中巨大温差的影响，对相变材料进行了大量研究，并且在“阿波罗”登月飞船中使用了石蜡相变材料用于控制通讯单元的温度。
美国的太阳能公司（Solar Inc.）利用Na2SO4·10H2O作为相变材料储存太阳能。
日本S. D. Sharma以赤藻糖醇为相变材料，开发了太阳灶。
到21世纪初，相变材料已经在航空航天、建筑节能、工业余热回收、服装服饰1.1 相变材料的分类从化学组成成份区分，相变材料可以分为有机，无机和复合材料三大类。
有机材料主要包括石蜡、脂肪酸、酯和醇等，主要适用于低温热能存储应用[14–15]；无机材料主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等，主要用于高温热能存储（TES）应用[16–17]。
复合材料通常包含两种或更多种组分[18]，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。
从材料的相态变化过程区分，相变材料主要分为固–固相变材料、固–液相变材料、固–气相变材料，液–气相变材料。
固–气相变、液–气相变时体积变化很大，使用时装置复杂，不利于实际应用，目前应用极少。
固–液相变体积变化小，焓值较大，储能好，相变温度范围广，在实际中得到了广泛应用。
根据相变温度的高低，相变材料可以分为高温相变材料、中温相变材料、低温相变材料（图1）[19]。
有机相变储能材料及其复合技术研究进展_王月祥
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｒ ｅ ｓ ｎ ｅ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｇ ｇ ｇ Ｉ ｔ ｓ Ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｐ ｇ ｙ
［ ］
熔点 ℃ ６ ０ １． ５ ５ １．
相变潜热 ℃ ２ ０ ３． ４ ２ ０ ４． ５
并 且 可 以 循 环 使 用 能 量、 大幅提高 系温度可以控制 等 优 点 ， 能源的利用率 ， 因 而 被 广 泛 应 用 到 太 阳 能、 废 热 回 收、 服 装、
２， ３］ 。 控温 、 工程保温隔热材料等各个领域 ［
１ ５］ 潘守伟等 ［ 以液体石蜡为囊芯 、 密胺树脂为高分子囊壁
材料 ， 用原位聚合 法 成 功 制 备 了 密 胺 树 脂 石 蜡 微 胶 囊 ， 并研
２ 常用有机相变储能材料的相变特性
２． １ 石蜡类相变材料
石蜡类相变材料 作 为 提 炼 石 油 的 副 产 物 ， 来 源 丰 富， 价 格便宜 ， 成为最 常 用 的 相 变 储 能 材 料 。 同 时 ， 石蜡等直链烷 ／ 烃类具有 ０～８ 较 高的 相变 焓 （ ０ ０Ｊ ０ ℃ 的相 变区 间 ， ２ ０ ０～３ ［ １ ０］ ） ， 因此备受国内外专家的关注 。 但石蜡作为 相变储能材 ｇ 料还存在热导率低 、 易燃等缺点 。 石蜡类相 变 材 料 的 相 变 温 度和溶解热会 随 着 其 碳 链 的 增 长 而 增 大 。 为 了 提 高 石 蜡 的 热导率常添加一 些 高 热 导 率 的 物 质 或 者 将 石 蜡 封 装 成 微 小 颗粒 。
４年１ １ 月第 ２ ８ 卷专辑 ２ ４ ０ １ ２
ｌ ｅ ２ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｎ ａ ｒ ｆ ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｉ ｄ ｓ Ｔ ａ ｂ ｐ ｐ ｙ ｐ ｙ ｙ 材料组成 月桂酸 ＋ 硬脂酸 棕榈酸 ＋ 硬脂酸 羊蜡酸 ＋ 月桂酸 月桂酸 ＋ 肉豆蔻酸 月桂酸 ＋ 棕榈酸 肉豆蔻酸 ＋ 硬脂酸 熔点／℃ ２ ３ ５． ３ ５ ２． ６ ７ １ ９． ２ ３ ４． ２ ３ ５． １ ４ ４． １ ６ ６． ３ １ ８ １． ７ １ ２ ６． ５ ６ １ ６ ６． ８ １ ６ ６． ３ １ ８ ２． ４
石蜡相变微胶囊研究进展
石蜡相变微胶 囊研究进展
熊 伟 －朱金华 李志生 文庆珍
（ 海军工程大学理学院 武汉 １ ４０ ３ ２９３ ３部队 青岛 ３ ０ ３ ２ ２ ２６０ ） ６ ０ ３
摘要 ： 介绍了石蜡相变材料物相变化的特点 ， 阐述 了石蜡微胶囊制备的主要方 法。 对石蜡微胶囊在能量利 用与热交换 、 温度控制和军事领域的应 用进行 了综述。分析了石蜡微胶囊在研究和应用 中存在的问题及解决
（２ ＂８０ 和低温相变材料 （ ～１０ 两类 ； １０－ ５ ℃） ＇ ０ ２ ℃） 按 照相 变形 式 、 变 过程 可 以分 成 固一 相 固相变 、 固 液 相变 和 固一 相变 及液 一 相变 四大类 【 考虑 气 气 ｌ Ｊ 。
．
合法合成微胶囊时 ， 囊芯在搅拌作用下被分散成 细粒 ， 在形成的分散体系中以分散相状态存在。 孙浩 等 ［ 用原 位 聚合 法 以切 片石 蜡和脲 醛 ３ 】 采
蜡为 内相 的膝醛树脂微胶囊 ， 研究表明 ， 形成具 有适宜大小的内相液滴是制备具有相变潜热高 、
粒径较细的徽胶囊的基础。
收 稿 日期 ：０ ００．０ ２ １．５２ 作者简介 ： 熊伟 （９ ６）男， １８ － ， 硕士生
Ｅｍａｌ ｉｎ ｗ ｉ８ ０ ２＠１ ６ ｏ — ｉ ｘｏｇ ｅ００ ７ ４ ２ ． ｍ ： ｃ
胶 体 与 聚 合 物
第 ２ 卷 ８
１２ 界面聚 合法 ． 界 面 聚 合 法 （ ｔｒ ｃａ ｐ ｌ ｒ ａｉ ） 两 ｉ ｅｆ ｉ ｏｙ ｉ ｔ ｎ 的 ｎ ａ ｌ ｍｅ ｚ ｏ
特 点是 使 用 两 种 带有 相 反 电荷 的水 溶 性 高分 子 电解 质 做 膜 材 料 ， 当两 种 胶 体 溶 液混 合 时 ， 由于
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１ 微 胶 囊 相 变 材 料 的 制备 工 艺及 改 性
由 于微 胶 囊 的包 囊 材 料 主 要 为 高 分 子 材 料 ， 此 高 分 子 材 因
方法制备 的微胶囊壳层很薄 ， 出现破裂等问题 。 易
作 者 简 介 ： 险 峰 （ ９４一） 女 ， 士 ， 戴 １８ ， 硕 主要 从 事 精 细 化 工 方 面 的 丁作 。Ｅ—ｍ ｉ ｘ．ｕｉ ｇ ａｌＣｌ ａｌ ｆｊｌ ＠ ｍ ｉ Ｏｌ ：ｄ ｅ ． ｌ
的内 部 和外 部 ， 在 芯 材液 滴 的 表 面 进 行 反 应 ， 成 聚 合 物 薄 膜 ， 并 形 具 体 的过 程 见 图 １ 。此 方 法 的 技 术 特 点 是 ： 种 反 应 单 体 分 别 存 两
在 于 乳液 中不 相 混溶 的分 散 相 和 连 续 相 中 ， 相 界 面 上 发 生 聚 合 在
摘 要 ： 系统综述了微胶囊相变材料的制备方法、 性能改进及其应用领域， 突出阐述了微胶囊复合相变材料的研究进展， 最后
对 微 胶 囊 相 变 材 料 的发 展 前 景 进 行 了展 望 。
关键 词 ： 相变材料； 微胶囊； 制备技术； 研究进展
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｉ ｒ ｅ ａ ｓ ｌ ｔ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ — ｓ ｏ ｅ ａ ｅ Ｃｈ ｎｇ ａ ｅ ｉ ｌ ｏ ｒ ｓ ｆＭ ｃ ｏ ｎｃ ｐ ｕ ａ ｅ ｅ ｇ — ｔ ｒ ｄ Ｐｈ ｓ ａ ｅ Ｍ ｔ ｒ ａ ｓ
料 的 制 备 方 法 一 般 也 适 用 于 微 胶 囊 的 制 备 ， 备 微 胶 囊 的 具 体 制
程中的吸热和放热 ， 可以进行热能 的储 存和温度 调节 控制 ， 这种 具有热能储 存 和 温 度 调 控 功 能 的 物 质 称 为 相 变 材 料 （ ｈｓ Ｐ ａｅ
Ｃ ａｇ ｔ ｉ ｓ Ｐ Ｍｓ ， 用 其 固 一 或 固 一固 相 变 过 程 来 ｈｎｅＭａ ｒ ｌ， Ｃ ） 利 ｅａ 液 进行热量 的储存 和释放 的技术 称为相 变蓄热技术 。为 了提 高能 源利 用 效 率 、 护 环 境 、 决 热 能 供 给 与 需 求 失 配 的 矛 盾 ， 变 保 解 相 蓄热 技 术 已得 到广 泛 的 应 用 ， 其 是 在 太 阳 能 利 用 ， 力 的 “ 尤 电 移 峰填 谷 ” 废 热 回收 利 用 以及 建 筑 与空 调 的 节 能 等 方 面 。 ， 微 胶 囊 技 术 是 一 种 用 成 膜 材 料 把 固 体 、 体 或 气 体 包 覆 形 液 成微 小 粒 子 的技 术 。将 微 胶 囊 技 术 应 用 到 复 合 相 变 材 料 中而 形 成 的新 型 复合 相 变 材 料称 之 为 微 胶 囊相 变 材 料 （ ｃｏｎ ａｓｌ ｅ Ｍｉ ｅｃｐｕａ ｄ ｒ ｔ Ｐ ａｅＣ ａｇ ｔ ｌ ｓＭＥ Ｃ 。ＭＥ Ｃ 从 技 术 上 克 服 了 相 变 ｈｓ ｈｎｅＭａ ｒ ｌ， Ｐ Ｍ） ｅａ ＰＭ 物质 的 应用 局 限性 ， 效 地 解 决 了 相 变 材 料 的泄 漏 、 分 离 以及 有 相
类主要有悬浮 聚合 、 乳液聚合 、 散聚合 、 分 沉淀聚合悬 浮缩 聚、 界 面缩 聚 、 聚合物沉淀 、 聚合物螯合 、 聚合物凝胶和硫 化床法等 Ｊ 。
化 学 法 又 称 为 聚 合 反 应 法 ， 据 微 胶 囊 化 时 制 备 壳 层 所 用 根 材 料 ， 及 聚 合 方 式 的 不 同 ， 可 以 将 此 方 法 进 一 步 分 为 界 面 聚 以 又 合 法 、 位 聚 合 法 和 悬 浮 交 联 法 等 Ｊ 原 。本 部 分 将 重 点 介 绍 化 学
２１ ０ ３ １年 ９卷第 １ 期 １
广州 化工
・ １ ２・
相 变 储 能 微 胶 囊 研 究 进 展
戴 险 峰 ，姚 培 ，陈华 荣
（ １广 州化 工 集 团有 限公 司 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ；２常 州工程职 业技 术 学院化 工 系化 工原理组 ， １６ ０ 江 苏 常 州 ２ ３ ０ ；３华 南理 工 大 学化 学与化 工 学院 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ） １２ ０ １６ ０
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｔａ ｔ ｅ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｔ ｏ ｓ，ｉ ｒ ｖ ｍ ｅ ｔ ｎ ｈ ｐｐｉ ａｉ ｎ ｆｅｄ ｆｍ ｉｒ ｅ ｃ ｐ ｕ ａｅ ｈ ｓ ｈ ｎ ｅ ｍａ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｌ ｔｏ ｌ ｓ ｏ ｃｏ ｎ ａ ｓ ｌｔ ｄ ｐ ａ ｅ ｃ ａ ｇ － ｃ ｉ ｔ ｒａｓｗｅ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｓ ｓｅ ｔｃ ｌ ｅ ｉｌ ｒ ｅ ｉｗｅ ｙ ｔｍａ ｉａ ｌ ｙ，ｅ ｈａｉａ ｌ ｏ ｉ ｇ ｉ ｏ ｔ ｅ ｒ ｃ ｎ ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｉｒ ｅ ｃ ｐ ｕ ａｅ ｈ ｓ ｈ ｎ ｅｃ ｍ－ ｍｐ ｔｃ ｌ ｐｒ ｂ ｎ ｎｔ ｈ ｅ ｅ ｔｐ ｏ ｒ ｓ ｆｍ ｃ ｏ ｎ ａ ｓ ｌｔ ｄ ｐ ａ ｅｃ ａ ｇ ｏ ｙ
Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＣｈ ｍｉａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｃｈ ｎ ｚ ｏ ｎ ｔｔ ｅ ｏ ｇ ｎ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｇｕ ｎｇ ｏ ｇ Ｃｈ ｎ ｚ ｏ ３ ０ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｅ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ａ ｇ ｈ ｕ Ｉ ｓｉ ｆＥｎ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｕｔ ｉ ａ ｄ ｎ ａ ｇ ｈ ｕ ２１ ２ ０；
法 制 备 微 胶 囊 相 变 材 料 的具 体 Ｔ 艺 。
１ １ 界 面聚 合法 ．
界面聚合法制备微胶囊 的过程 中， 囊的外壳是通过两类单 胶 体 的 聚合 反 应 而 形 成 的 。参 加 聚 合 反 应 的单 体 至 少要 有 两 类 ， 一 类 是 油溶 性 的单 体 ， 类是 水 溶 性 的 单 体 ， 们 分 别 位 于芯 材 液滴 一 他
技术取决 于所用高 聚物材料 的性 质 。根据涂层 方法不 同可 以将 微胶囊 的制备方法分成 以下 主要 ｊ类 ： 机械法 、 物理化学法 和化 学法 １根 据悬 浮介 质 的性质进 行分 类主要 分为液 态悬浮介 质 ７；
和 气 态 悬 浮介 质 两 种 ； 据 微 胶 囊 壳 材 料 的 原 料 类 别 进 行 分 根
Ｄ Ｉ ｉｎ— ｅｇ ，Ｙ Ｏ Ｐ ｉ， Ｈ Ｎ Ｈ ａ—ｒｎ ’ Ａ ａ ｆｎ Ａ ｅ Ｃ Ｅ ｕ Ｘ ｏ ｇ
（ ａ ｇｈ ｕ Ｃ ｅ ｃ ｌＩｄ ｓ ａ ｒｕ ｏ １Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｌＧ ｏ ｐ Ｃ ．，Ｌｄ ，Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ａ ｇｈ ｕ５１ ６ ０；２ Ｃｈ ｍｉａ ｒｎ ｉｌ ｏ ｐ， ｉ ｒ ｔ． ａ ｇ ｏ ｇＧｕ ｎ ｚ ｏ ４ ０ ｅ ｃ ｌＰ ｃｐｅＧｒｕ ｉ
３ Ｓ ｈｏ ｌｏ ｅ ｓｒ ｎ Nhomakorabeaｅ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎｇ，Ｓ ｕ ｈ Ｃｈ ｎ ｃ ｏ ｆＣｈ ｍｉｔｙ ａ ｄ Ｃｈ ｍｉ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｏ ｔ ｉ ａ Ｕｎｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｖ ｒｉ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ
Ｇ ａ ｇｏ ｇＧ ａｇｈ ｕ５ ４ ， ｈｎ ） ｕ ｎｄ ｎ ｕ ｎ ｚｏ ６ ０ Ｃ ｉａ １ ０
・
２ ２・
广 州化 工
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 １ 期 １
采用原位聚合法制备 的 ＭＥ Ｃ Ｐ Ｍ在形貌 、 热性能和胶囊致密 性等方面都 能达到使用要求 ， 与界面聚合法 相比 ， 更胜一筹之处 在于其成壳材料 可以是水溶性 或油溶性单体 ， 以是几 种单体 可 的混 合 物 ， 可 以是 水 溶 性低 分 子 量 聚合 物 或 预 聚 物 ， 现 了芯 也 实 材和壳材 的选择多元化 ， 能够更好 的满 足人们 的需求 ， 因此也成 为 目前合成 ＭＥ Ｃ Ｐ Ｍ最 常用的方法。但是 ， 目前该方面 的研究都 局 限 于 Ｏ Ｗ 乳 液 体 系 ， 用 于 包 覆 有 机 相 变 材 料 ， 此 ， 强 ／ 都是 因 加
腐蚀性等问题 ， 提高 了相变材料 的使用效率 ，有利于改 善相变材 料 的应 用性 能 ， 有 广 阔 的 应 用 前 景 ， 渐 发 展 成 一 个 跨 学 科 、 具 逐 高
性能 、 用 途 的研 究 及 应 用 领 域 Ｊ 多 。因 此 ， 近年 来 ， 胶 囊 相 变 微
材料 的制 备及 应 用 已 成 为 蓄热 技 术 研究 领 域 的热 点课 题 。 本 文 对 微 胶 囊 相 变 材料 的制 备 工 艺 及 应 用 领 域 进 行 了 系 统
图 １ 界面聚合法合成微胶囊
Ｆ ｇ １ Ｐ ｅ ａ ａｉ ｎ ｏ ｃ ｏ ａ ｓ ｌｓ ｂ ｉ ｔｒａ ｉｌｐ ｌ ｍｅ ｚ ｔ ｎ ｉ． ｒｐ ｒｔｏ ｆｍｉｒ ｃ ｐ ｕ ｅ ｙｎ ｅ ｆｃ ａ ｏｙ ｒ ａｉ ｉ ｏ
对 Ｗ／ Ｏ乳液体系的研究 ， 以制备 出无机或有 无机复 合相变
材 料微 胶 囊 是 十 分 必要 的 。
Ｘ， Ｙ为 反 应 剂 ； Ｘ—Ｙ） 为 聚合 产 品 （
１ ３ 悬浮交联 法 ．
悬浮交联法与前 两种方法不同 ， 是采用 聚合物为原料 ， 即先 材、 聚脲为壳合成 了表面光滑 且粒径 约为 １Ｉ ｘ ｍ微胶囊 ， 其相变 将 线 型 聚合 物 溶 解形 成 溶 液 ， 后 ， 然 当线 性 聚合 物进 行悬 浮 交 联 温度 为 ２ ３ ８～ Ｏ℃ ， 与正 十八 烷 相 当 ， 其 相 变 焓 为 ２ １２Ｊｇ 略 固化 时 ， 而 ４ ． ／ ， 聚合 物 迅 速 沉 淀 析 出并 形 成 胶 囊 壳 ， 法 可 采 用 溶 于 水 该 小 于 纯 正 十 八 烷 。 兰孝 征 等 采 用 界 面 聚 合 的 方 法 ， 甲 苯 一 以 的或 能 溶 于 有 机 溶 剂 的 聚 合 物 作 为 微 胶 囊 壁 材 。在 该 方 法 中 ， ２４一 ， 二异氰酸酯（ Ｄ ） 乙二胺 （ Ｄ 为反应 单体 ， 离子表 聚合 物 的固 化 可 以通 过 交 联 剂 （ 如 无 机 盐 、 、 酸 或 异氰 酸 Ｔ Ｉ和 Ｅ Ａ） 非 例 醛 硝 面 活 性 剂 聚 乙 二醇 壬 基 苯 基 醚 （ Ｐ 为 乳 化 剂 ， 成 了 正 二 十 烷 醋等 ） Ｏ ） 合 的作用 、 热改性 （ 即热凝聚） 的沉淀作用以及带相反电荷聚 为 相 变 材 料 的 聚脲 包 覆 微胶 囊 。结 果 表 明 ， 芯 正 二 十 烷 、 正 合 物 之 间 的 结合 等方 法 来 实 现 Ｊ 囊 含 。鉴 于 该方 法 合 成 Ｍ Ｐ Ｍ 存 ＥＣ 二 十 烷 的 微 胶 囊 以 及 壁 材 料 聚 脲 ， 够 耐 受 的 温 度 分 别 约 为 在一定的局限性 ， 能 目前 ， 关于该方面的研究报道并不多见 。