石蜡_TiO2-P （MMA-co-BA）相变材料储能微胶囊的制备和性能研究

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1、硕士学位论文石蜡/TiO2-P(MMA-co-BA)相变材料储能微胶囊的制备和性能研究作者姓名邱晓忠学科专业材料学指导教师符小艺副研究员所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年5月Synthesisandcharacterizationofparaffin/TiO2-P(MMA-co-BA)phasechangematerialmicrocapsulesforthermalenergystorageADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:QiuXiaozhongSupervisor:AssociateProf.FuX

2、iaoyiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TB33学校代号：10561学号：201520114424华南理工大学硕士学位论文石蜡/TiO2-P(MMA-co-BA)相变材料储能微胶囊的制备和性能研究作者姓名：邱晓忠指导教师姓名、职称：符小艺副研究员申请学位级别：工学硕士学科专业名称：材料学研究方向：节能材料论文提交日期：2018年5月4日论文答辩日期：2018年5月31日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：季小红委员：符小艺、王歆、张辉、陈志武摘要采用囊壁包裹相变材料制成的相变微胶囊(M

3、icro-capsulephasechangematerials,简称MCPCM)具有抗腐蚀、防渗漏、耐久性强等优点，在太阳能存储、建筑材料、智能纺织品、传热流体等领域有广泛的应用。MCPCM的制备是节能材料中研究的热点。本论文采用Pickering乳液法成功制备了一种新型MCPCM。并在此MCPCM的基础上，研究制备了一种水性涂料和疏水涂层。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)及标准接触角测量仪(STCAM)等测试技术对MCPCM、涂料以及疏水涂层的性能进行了表征。1.采用P

4、ickering乳液法制备了一种以TiO2-P(MMA-co-BA)作为壁材，相变石蜡作为芯材的MCPCM。研究表明，TiO2表面接枝KH570对MCPCM的形成起到重要作用。MCPCM为不规则球形，其尺寸在3-24µm之间。以PMMA作为高分子壁材的MCPCM不耐受高低温循环，而加入BA后可以提高脆性聚合物PMMA的韧性，进而提高MCPCM的热可靠性。当BA/MMA比为0.09-0.14，高分子单体/石蜡比为0.45-0.60，乳化速率高于10000rpm时，所制备的MCPCM的形貌和热性能最佳。MCPCM具有良好的储热性能，包覆率可达36.09%，包覆效率可达73.07%。2000次

5、的冷热循环实验结果表明，MCPCM可靠性好，结构可保持稳定。将实验样品投放量提高了32倍进行放大实验。结果表明，加大投料量，MCPCM的形貌完好、热性能保持稳定。此制备方法具备工业大量制备的潜力。2.采用水性涂料制备工艺制备包含MCPCM与商品TiO2的反射隔热涂料。MCPCM粉体的太阳光反射率为91.08%，比纯TiO2粉的太阳反射率92.28%略低。MCPCM占涂料的比例会影响涂层的反射率。当MCPCM的含量低于10wt%时，MCPCM对涂层的反射性能影响最小，此时太阳反射率为90.75%。隔热温差测试结果表明MCPCM添加使反射隔热涂层具有一定的控温性能。当MCPCM用量为0-4w

6、t%时，隔热温差为9.7-12.7℃。3.采用环氧树脂固化法制备了以石蜡/TiO2-P(MMA-co-BA)MCPCM作为基体的自修复疏水涂层，并研究了MCPCM的自修复疏水性能。当BA的含量在12-20%时，MCPCM的水滴接触角在150-154°范围。老化48h后MCPCM呈现静态超疏水性且趋于稳定。这是由于MCPCM内部石蜡会随着时间推移而转移至表面，使得疏水性得以增I强，此外，当MCPCM表面蜡质层减少时，从内部迁移到表面的的石蜡可达到修复目的。MCPCM具有较好的耐溶剂性，结构不易被侵蚀。表层沉积MCPCM的涂层的表现出良好的自清洁效果。关键词：相变微胶囊；石蜡；TiO2；P(

7、MMA-co-BA)；Pickering；超疏水IIAbstractPhasechangematerialmicrocapsulesareapotentialcandidateforapplicationsinsolarenergystorageandrecovery,architecturalmaterials,intelligenttextilesorfabricsforwarmingunderwear,heattransfer