1、相變材料在發(fā)生固-液相變時(shí)的體積變化及液體滲透問題限制了其更為廣泛的應(yīng)用。將相變材料進(jìn)行微膠囊化,即用一層致密的高分子材料將相變材料包覆制備出一種核殼結(jié)構(gòu)的粉狀固體可以很好的解決這一問題。
本論文首先采用原位聚合法合成了一種以相變石蠟(熔點(diǎn)為48-50℃)為芯材,三聚氰胺-甲醛樹脂為壁材的相變微膠囊。通過光學(xué)顯微鏡,掃描電子顯微鏡(SEM),傅立葉變換紅外光譜(FTIR),差示掃描量熱(DSC)對(duì)相變微膠囊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
2、研究了乳化時(shí)間、乳化攪拌速率、包殼反應(yīng)攪拌速度、芯材／壁材投料比對(duì)相變微膠囊結(jié)構(gòu)和相變性能的影響。在最優(yōu)化合成條件下,可制成相變石蠟含量達(dá)71％,相變熱焓達(dá)到118.69 J/g的相變微膠囊。
然后,將相變微膠囊和氧化鋁導(dǎo)熱顆粒一起混入液體硅橡膠中,制備出一種導(dǎo)熱/相變彈性體復(fù)合材料,SEM和DSC的結(jié)果表明相變微膠囊在復(fù)合中未發(fā)生破損。對(duì)比研究了氧化鋁和相變微膠囊的填充量對(duì)復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明:當(dāng)氧化鋁和相變微
3、膠囊總填充量較低時(shí)(總體積分?jǐn)?shù)為26％),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨著相變微膠囊含量的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；但當(dāng)氧化鋁和相變微膠囊總填充量較高時(shí)(總體積分?jǐn)?shù)為42％),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨著相變微膠囊含量的增加而增加。
最后,為了提高相變微膠囊壁材三聚氰胺-甲醛樹脂的導(dǎo)熱性能,將納米氧化鋁顆粒鑲嵌入了相變微膠囊的壁材。分別通過直接加入法(直接將氧化鋁粉末加入到三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體溶液中)和預(yù)分散加入法(先用高速分散機(jī)在分散劑和潤(rùn)濕劑
4、的作用下,對(duì)氧化鋁進(jìn)行攪拌達(dá)到預(yù)分散)將納米氧化鋁與三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體溶液混合,從而成功地將納米氧化鋁鑲嵌入相變微膠囊的壁材。通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)預(yù)分散加入法較直接加入法,制備出相變微膠囊納米氧化鋁分散較好、自聚集少。FT-IR,能譜分析(EDX)和電子背散射衍射(EBSD)實(shí)驗(yàn)證明預(yù)分散加入法可成功將納米氧化鋁鑲嵌到相變微膠囊的壁材中。此外,SEM顯示隨納米氧化鋁添加量的增加,相變微膠囊的表面變粗糙。采用DSC對(duì)壁材上鑲嵌不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)