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1、化学工程与装备年第期图原位聚合法研制纳米胶囊相变材料方玉堂,匡胜严,张正国,高学农华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州〕,、摘要采用超声波工艺及细乳液原位粱合方法研制了以聚苯烯为丈壁正十八蛇为盆芯的纳米胶爱相变材并来统探讨了聚合反应各因素如引发荆、链转移荆、表面活性剂以及正、,十八烷苯‘烯比等对乳胶拉子的形态胶索材转热性能的影响对所研制的胶索相变材、。实脸结果表,料进行激光衍射拉度分析透射电健及差示扫描热等表征明在引发荆油相质黄,一百分比下同链转移刘在复合乳化荆关总童,配比及正十八沈
2、苯烯比条件下,胶呈球形均匀分布,聚苯乙烯星能将正十八烧芯很好包襄住,其胶均直径,相变烩可达幻·一。吨关健词相变材朴纳来胶原位聚合如乳液超声波工艺引言实验部分,、、近年来随着微电子技术燃料电池航空航纳米胶囊相变材料的制备、、、天建筑纺织军事以及通讯等工业的飞速发、、将苯乙烯正十八烷丙烯酸丁,。展给传热领域提出了新的课题川因为这些领、醋偶氮二异丁氰以及正十二烷。域都涉及到相变材料蓄热的间题由于相变材料在,基硫醉按一定配比配成油相液加入到、使用中存在着一些致命缺陷如腐蚀性不稳定,一定配比含乳化剂与去离子水组成
3、的液体中于高、、,性过冷传热性能差等限制其大规模工业应一‘,速分散均质机上以预乳化得。。用将相变材料胶囊化是有效的改性方法之一目一到的乳液在冰浴下用型智能超声波细胞,前最常用胶囊化相变材料粒径在微米尺寸如作为,粉碎机超声得到细乳液转人装配有回流,热流体强化的潜热型微胶囊可极大地强化流体、口,口四,管氮气进机械搅拌及加料口烧瓶内先,、的传热性能但仍有如容易引起磨损堵塞等不良、,搅拌通氮以去除体系氧气然后在回流。,结果将胶囊粒径降至纳米尺寸这些间题会,管冷凝下加热升温至“℃恒温水浴聚合反应,。有所改善目前国
4、内外有关纳米胶囊相变材料研究。反应完毕自然冷却到室温。,报道很少儿刀心等以正十八烷为囊芯纳米胶囊结构表征及性能测试三聚氛胺一甲醛树脂为囊壁,原位聚合制备了平均用。以石型马尔文粒度仪分析乳液胶囊的。粒径为的纳米胶囊相变材料,平均粒径大小及粒径分布范围乳液稀释至万分之〔等应用细乳液聚合法合成了以石蜡妞一质量分数用八型差示扫描量热仪、,为囊芯聚苯乙烯为囊壁平均粒径为左】,一〕测试胶囊样品热性能在℃一℃范。。右的胶囊玫助的等报道了以花生,一’,围升温和降温扫描速率为℃姚保、,酸三经甲基乙烷等相变材料为囊芯有机硅
5、高聚,,护岛参比测试前将乳液用乙醉和氛化。从物为囊壁作为燃料电池内液的纳米胶囊乳液本文,钠混合溶液破乳分离得固相样品然后用石油醚洗,报道采用超声波工艺及原位聚合法研制正十八烷,,三次除去未包裹的正十八烷低温下烘干用日,。为核聚苯乙烯为壳的纳米胶囊相变材料,一立型观察其形貌取不同胶囊乳液稀释至百分之一质量分数,滴加少量放在铜网签金项目广东省自然科学羞金以似场和广州科技计划项目,。一上低温烘干的乃原位聚合法研制纳米胶囊相变材料不加链转移剂,样品均直径为,随结果与讨论着链转移剂加入,胶囊粒径有所降低,如,聚合
6、条件对纳米胶囊相变材料性能及结构的胶囊均直径,继续增加,相分离程度加影响,,,剧其粒径有所增加如其均直径引发剂。从相变烙可,以看出的加入显著提分别使用水溶性引发剂和抽溶性引发剂,。高其焙值当加入量为时达到最大引发单体发生聚合反应其结果如表所。。,值示可以看出所合成的胶囊相变材料的均直,,乳化剂径在左右随着引发荆用盆的增加。、采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复其粒径略有降低可能原因是位于单体烷烃小,由,,,合使用于二者性能互补可以得到更好的稳定液滴中的随着用量增加形成的活性自由。,,效果为不同配比乳
7、化剂复配所得胶囊的平墓数增加聚合反应速率增加其链终止几率增、。,,。均粒径热性质结果加易形成短聚合物链即形成的胶囊粒径较小·砚一。俗卜、从表中测试结果可,采用引以看出拄飞印,朋发剂以引发剂用盘生成的胶囊相变治最大一一刚乙·一,‘’幼而使用生成的胶囊相··。’变烩只有因此采用作引发、、只一气︸,。剂较为适宜万丫七巾咨么巨入左,口凡一。一一乙刁】·’、一,‘封,里吸琴已,·、它、,一八‘,,】,’一日单独使用的乳化剂,能得到较好,,,,·,,,、,多卜咬的纳米胶囊其权径为相变焙为幼,,·一,传,、’一比那叻
8、吨而单独使用非离子乳化剂云皿叭应,,川以其均直径相当大且得到的乳’几釜七,。液不德定发生分层现象可能是因为非离子乳化犷剂主要靠水化作用使乳液稳定,液滴间缺少排斥卜刁,,一‘力造成小液滴碰搜溶合成大液滴使乳液的稳定乙·一。,‘性下降采用两种乳化剂复配发现在与一配,,比为时其复配效果最好乳液稳定畜,·一’。性高其相变烙值高达幼吨吕氏比,,相变材料纳米胶囊作为一种传热介质包裹相飞变材料越多,其热性能越好,但是不同的。,·,一人,·比对胶囊的形成和
