聚氨酯微胶囊制备方法及工艺

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1、摘要相变材料是近年来研究最为广泛，最具有应用前景的储能材料之一。如何对固液相变材料进行有效的封装，提高其稳定性，是阻碍其规模化应用的主要问题。本文以石蜡为芯材,苯乙烯_马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,单体甲苯2,4-二异氰酸酯（TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多醚聚元醇(分子量为500和1000）为反应性单体,采用界面聚合制备微聚氨酯壳体微胶囊相变材料。通过光学显微镜、称重法对所制备微胶囊的表面形貌、热稳定性和化学结构作了表征和分析。将相变材料微胶囊通过浸轧法整理于织物的表面，实现纺织品蓄热调温功能。也是目前蓄热调温智能纺织品的研究热点之一。为此，总

2、结了相变材料微胶囊化的反应机制和影响微胶囊性质的主要因素，以及这类微胶囊与纺织品的复合技术，系统介绍了相变材料微胶囊在蓄热调温智能纺织品中的应用现状，并指出其中存在的问题及解决的方法，从而为智能纺织品的开发与应用提供参考。通过光学显微镜、称重法、热温度计法对所制备微胶囊的表面形貌、热稳定性及整理织物效果进行测试。实验结果表明：TDI和多醚聚元醇(分子量为500)为单体制备的微胶囊的稳定性、整理到织物上的效果明显较好；同一反应单体在不同温度下下制备的微胶囊效果也有巨大的差异，太高的温度和过低的温度所制备的微胶囊的效果都不好。关键词:微胶囊,聚氨酯,相变材料,多醚聚

3、元醇,界面聚合，蓄热调温，织物目录前言1第1章概述21.1微胶囊相变材料的定义21.2微胶囊相变材料的特性21.3微胶囊相变材料的主要制备工艺2第2章实验112.1实验药品及仪器112.1.1实验仪器112.1.2实验药品及试剂112.2聚氨酯微胶囊制备方法及工艺12前言能源是社会发展的动力，几乎一切的人类活动都和能源有着密切的关系。开发可再生能源和新能源的理论与应用研究一直很受关注,在热能的存贮和有效利用方面更是研究的热点。相变材料是一种利用相变潜热来储能和放能的化学材料。在实际当中,人们为了应对环境温度的变化对材料温度造成的影响,期望通过相变材料对热能的存放

4、功能,来控制材料周围的温度,达到材料需求温度,从而提高能源利用率,相变材料的重要性自然得到了提升。20世纪30年代以来,特别是受80年代能源危机的影响,相变储能基础理论及应用技术研宄在欧洲、北美、日本等发达国家迅速崛起并得到不断的发展。材料科学、太阳能技术、航天技术和工程热物理等学科领域的相互渗透与发展进一步为相变储热研宄和应用创造了条件。随着生活水平的提高，人们对纺织品的服用性能提出了更高的要求，多种功能性纺织品应运而生，其中，调温纤维作为一种新型的智能纤维引起了人们广泛的关注。20世纪80年代,将相变材料结合到纺织材料上的想法得到了最初的体现,之后随着纺织材

5、料开发技术的提高,发展到现在主要以相变微胶囊的开发为主流,目前这种具有调温功能的微胶囊被应用在了一系列调温纤维以及后整理织物的开发上。在当前阶段，微胶囊相变材料壳体的制备方法有界面聚合法和界面聚合法。原位聚合要以三聚氰氨、脲醛树脂等为壁材，这些原料在使用过程中会释放甲醛，不利于环保，而且合成过程较复杂，过程不易控制等。界面聚合法适用于多种聚合反应。与原位聚合法不同，界面聚合法的两种反应单体分别溶于分散相和连续相中，依靠一定浓度的表面活性剂的存在使得体系稳定，反应开始时，两种反应单体分别从两相内部向两相界面发生移动，在相界面发生聚合反应生成壁材将囊芯进行包覆而形成

6、相变微胶囊，其具有反应速度快、过程易控制等优点。但调温织物的制备方法一般包括纺丝法和织物后整理的方法。纺丝法要求PCM具有耐高温的性质且微胶囊的致密性优良，因此工业化难度大；而后者操作简单、对整理装置要求不高，使用性强，是研究者比较倾向的选择。后整理的方法主要包括涂层法、浸渍法以及浸轧法。由于涂层法整理织物会影响织物的手感和透气性。所以在本实验中，通过界面聚合的方式制备微胶囊，探讨反应速度较温和的TDI和IPDI分别与聚醚多元醇反应制备具有三维网状的微胶囊的表现形态，采用浸法将聚氨酯微胶囊整理到织物上，探讨聚合过程中相关因素变量及最佳工艺。22前言能源是社会发展

7、的动力，几乎一切的人类活动都和能源有着密切的关系。开发可再生能源和新能源的理论与应用研究一直很受关注,在热能的存贮和有效利用方面更是研究的热点。相变材料是一种利用相变潜热来储能和放能的化学材料。在实际当中,人们为了应对环境温度的变化对材料温度造成的影响,期望通过相变材料对热能的存放功能,来控制材料周围的温度,达到材料需求温度,从而提高能源利用率,相变材料的重要性自然得到了提升。20世纪30年代以来,特别是受80年代能源危机的影响,相变储能基础理论及应用技术研宄在欧洲、北美、日本等发达国家迅速崛起并得到不断的发展。材料科学、太阳能技术、航天技术和工程热物理等学科领

8、域的相互渗透与发展进一步