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1、塑料张冰清等———相分离法制备相变材料微胶囊2010年39卷第1期合成与制备特辑3相分离法制备相变材料微胶囊张冰清,王懿,万贤,徐军,郭宝华(清华大学化工系,北京100084)摘要:相分离法是一种较为简便的微结构聚合物制备方法,通过改变表面活性剂的种类、浓度和聚合物的种类等,可以方便地控制所制备聚合物微球的形貌。研究采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚苯乙烯(PS),油相使用的是相变材料十六烷(HD),共溶剂使用的是二氯甲烷(DCM)或三氯甲烷(TCM),将聚合物溶于油相中,通过溶剂挥发导致的相分离作用,以
2、及在界面张力的调控作用下,可以制得多种形貌的微胶囊。关键词:相分离;微胶囊;相变材料;形貌;共溶剂中图分类号:TQ028.4文献标识码:A文章编号:1001-9456(2010)01-0001-03PreparationofMicrocapsulesContainingPhaseChangeMaterialbyPhaseSeparationProcessZHANGBing2qing,WANGYi,WANXian,XUJun,GUOBao2hua(DepartmentofChemicalEngineering
3、,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Microcapsulescouldbepreparedeasilybyphaseseparationmethod.Themorphologicalfeaturesofthemicroparticleswerefoundtobedependentonthenatureofthesurfactantanditsconcentration.PMMAandPSwereselectedasshellmaterial,H
4、Dwasselectedasoilphase,DCMorTCMwasusedasco2solvent.Whilevolatilizingtheco2solventbyheatingtheemulsion,thesmalldropletsofpolymer2richphasewasseparatedfromtheoilphaseandmigratedtothesurfaceoftheemulsiondroplets.Underthecontroloftheinterfacialinteraction,micr
5、ocapsuleswithdifferentmorphologywereprepared.Keywords:phaseseparation;microcapsule;phasechangematerial;morphology;co2solvent相变材料是一种在相变过程中能够吸收或释放大量相变潜面积,提高传热效果。这为实现热量传递过程的强化传热创造[6]热的物质。相变材料主要分3种类别:无机类,包括结晶水合了条件。相变材料微胶囊与传统的相变材料相比,提高了稳物、熔融盐、金属等;有机类,包括石蜡、脂肪酸类和
6、聚乙二醇等;定性能,强化了传热性能,改善了加工性能,因而得到更广泛的[1-2]混合类,有机类与无机类相变材料的混合。目前全世界能应用,如应用于冷却循环液、节能建筑材料、航空航天、军事红外[7-8]量消耗日益扩大,而能量储备却日益减少,利用相变贮能材料和线伪装、农作物生长保护剂、高功能泡沫材料等。装置来协调热能供求在时间和强度上的不匹配是经济和可行的微胶囊的制备方法很多,研究采用相分离法制备聚合物微[3-4]方法。相变材料成为研究和应用的热点。胶囊。将微胶囊芯材与不溶于芯材的壳材聚合物共溶于某共溶复合相变储能
7、材料是指将相变材料与载体物质相结合,形剂中,在水中乳化,得到水包油的乳液体系,再通过加热使共溶成一种外形上可保持固体形状的相变材料。其主要组成有两剂挥发,壳材聚合物与芯材在乳液液滴中发生受控相分离,在合种:一是工作物质成分,即相变材料,利用其相变进行储能、放适的界面条件下即可形成核壳结构的微胶囊或特定形状的微[9-13]能;二是载体物质,其作用是保持相变材料的不流动性和可加工球,其相分离过程如图1所示。性,载体物质的熔化温度要求高于相变材料的相变温度,使工作[5]物质在相变范围内保持其固体的形状和材料性能。
8、相变材料微胶囊采用高分子聚合物壳材对相变芯材进行包覆以形成微胶囊,聚合物壳材能够封装和保护囊心内的相变芯材,从而克服固2液相变材料在相变过程前后的表观相态变化,图1相分离过程示意图将相变材料限定在微胶囊中。同时也可以增大相变材料的比表3收稿日期:2009-04-16基金项目:国家自然基金重点项目(50436020)。作者简介:张冰清(1984-),女,在读硕士研究生。通信联系人:郭宝华(1963-),男,教授,主
