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1、10222006年第7期(37)卷微胶囊相变材料研究进展*毛华军1,晏华1,谢家庆2(1.中国人民解放军后勤工程学院军事油料应用与管理工程系,重庆400016;2.四川理工学院化学系,四川自贡643000)摘要:首先介绍了微胶囊相变材料及其组成,并就表1常见的微胶囊相变材料微胶囊相变材料的制备方法、性能改进、性能表征以及Table1ThecommonMPCM在能量利用和热交换领域、温度控制领域和军事领域囊壁材料囊心材料参考文献上的应用进行了综述。聚脲正十六烷14、15关键词:微胶囊相变材料;微胶囊技术;相变材料聚脲十八烷2、53中图分类
2、号:TB34文献标识码:A聚脲正二十烷52聚脂树脂CaCl2·6H2O3文章编号:1001-9731(2006)07-1022-05脲-三聚氰胺-甲醛共聚物正十八烷19三聚氰胺-甲醛树脂十四烷121引言三聚氰胺-甲醛树脂有机复合PCM7、8利用某些物质在相转变过程中的吸热和放热现三聚氰胺-甲醛树脂十八烷6、11、17、18、56三聚氰胺-甲醛树脂二十烷51象,可以进行热能贮存和温度调节控制。具有热能贮苯乙烯-二乙烯基苯正十八烷13存和调节控制功能的这些物质称为相转变材料聚甲基丙烯酸甲酯或(PCM,phasechangematerials
3、)[1],也称相变材料。根十四烷54聚甲基丙烯酸乙酯据材料组成的不同,相变材料可以分为无机相变材料、明胶正十八烷55有机相变材料和高分子相变材料;根据相变方式的不脲醛树脂石蜡9、10、22、23聚多元酸石蜡2同,可分为固-液相变材料和固-固相变材料。不同相明胶-阿拉伯树胶石蜡4、27变材料各有其不同的特点,应用上也存在一定的局限性。微胶囊相变材料将微胶囊技术引入相变材料,增3微胶囊相变材料的制备和性能改进大了传热面积,防止了相变物质与周围环境的反应,控3.1微胶囊相变材料的制备制了相转变时PCM的体积变化,提高了相变材料的制备微胶囊的技
4、术方法有化学法、物理化学法、物使用效率,具有广阔的应用前景。本文综述了微胶囊理和机械加工法等,不同制备方法得到的微胶囊外壳相变材料的制备方法、性能改进、性能表征及应用领性能有所差别。目前用于制备MPCM的方法主要是[2～4]域。原位聚合法和界面聚合法。2微胶囊相变材料3.1.1原位聚合法原位聚合法中的单体和催化剂全部位于囊心的外微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆部或内部,而且要求单体可溶、生成的聚合物不可溶,使形成微小粒子的技术。得到的微小粒子称微胶囊,聚合物沉积在囊心表面并包覆形成微胶囊。在发生聚一般粒子大小在1～300范围内
5、。包在微胶囊内部µm合反应前,囊心必须被分散成细粒。成壳材料可以是的物质称为囊心(也称为芯材、内核),囊心物质为水溶性或油溶性单体,可以是几种单体的混合物,也可PCM的称为微胶囊相变材料(MPCM)。目前可作为[5]以是水溶性低分子量聚合物或预聚物。其中关键是微胶囊内核物质的固-液相变材料有结晶水合盐、共晶[2]形成的聚合物如何沉淀和包覆在内核的表面。水合盐、直链烷烃、石蜡类、脂肪酸类和聚乙二醇等。[7,8]王立新等运用原位聚合法合成了以相变材料微胶囊外部为成膜材料形成的包覆膜,称为壁材(也称A为芯材、三聚氰胺-甲醛树脂为壁材的调温微胶
6、囊相为外膜、囊壁)。壁材通常为合成高分子材料,可选用变材料。他们首先将相变材料A、系统调节剂MS、蒸的壁材有聚乙烯、聚苯乙烯、聚脲、聚酰胺、环氧树脂、馏水高速均化,调节pH值为4～5。再在三口烧瓶中,脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等。此外,有些微胶囊搅拌条件下滴加一定数量的蜜胺树脂,升温65℃保温相变材料中还含有成核剂等其它助剂,用来改善相变1h,进行单层造壁;待体系冷却至室温后,在搅拌条件[2,5,6]材料的性能。常见的微胶囊相变材料见表1。下再次滴加一定量的蜜胺树脂,升温至75℃,保温2.5*基金项目:四川省科学基金资助项目(2005
7、A145)收到初稿日期:2005-09-19收到修改稿日期:2005-11-10通讯作者:晏华作者简介:毛华军(1982-),男,浙江台州人,在读硕士生,从事功能高分子材料研究。毛华军等:微胶囊相变材料研究进展1023h,进行双层造壁。最后加入一定量尿素和硫酸氢钠除随着粒径降低而降低,Kishimoto等发现正十五醇微去游离的甲醛。制得的微胶囊粒径分布均匀,表面光胶囊中加入1-十五烷醇能够防止过冷现象。Mamoru洁,具有一定的致密性和一定的强度。合成了以正烷醇和正石蜡为核的无过冷现象的微胶[9,10]郑立辉等以尿素包合法制得的低熔点石
8、蜡作囊。樊耀峰等综合考查了氯化钠、1-十八烷醇和石蜡为芯材,用尿素-甲醛预聚体为原料,用原位聚合法对对正十八烷微胶囊的影响,结果表明石蜡能够防止过[6]石蜡进行了微胶囊化。他们先制得脲醛预聚体溶液,冷现象,
