海藻酸鈉石蠟相變微膠囊的制備、性能與應(yīng)用研究.pdf

1、相變材料可以利用其發(fā)生相變時(shí)吸收或放出大量熱量的特點(diǎn)來(lái)儲(chǔ)熱，因此廣泛用于能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域。作為一種常用的固液相變材料，石蠟有適中的熱能存儲(chǔ)密度且價(jià)格低廉，可以大面積用于能源儲(chǔ)存。但單獨(dú)使用石蠟容易造成滲漏、相分離、體積膨脹、腐蝕性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差等問(wèn)題。利用微膠囊技術(shù)在石蠟微粒表面包覆一層性能穩(wěn)定的膜，可以有效地解決這些問(wèn)題。這對(duì)于相變材料應(yīng)用效果的改善和應(yīng)用范圍的拓展，均具有非常重要的意義。
　　 本文將乳化固化法中的內(nèi)部、外部固化

2、法相結(jié)合來(lái)使用，以海藻酸鈉為壁材、石蠟為芯材，制備了海藻酸鈉石蠟相變微膠囊，并利用殼聚糖對(duì)海藻酸鈉石蠟相變微膠囊進(jìn)行二次包覆。通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察微膠囊的形貌，并計(jì)算微膠囊的包埋率，研究了制備過(guò)程中乳化體系、原料用量和反應(yīng)工藝條件對(duì)海藻酸鈉石蠟相變微膠囊形成的影響；用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)、差示掃描差示掃描量熱(DSC)、激光粒度分析儀和離心力場(chǎng)分別對(duì)微膠囊的表面形態(tài)、化學(xué)組成、熱性能、粒徑分布和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)

3、行了表征。將制得的微膠囊應(yīng)用于建筑材料中，利用熱常數(shù)測(cè)試儀和萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了相變儲(chǔ)能復(fù)合建筑材料的熱常數(shù)和抗壓強(qiáng)度，以研究微膠囊摻量對(duì)相變儲(chǔ)能復(fù)合建筑材料熱性能和強(qiáng)度的影響。主要結(jié)論如下：
　　 1.研究了海藻酸鈉石蠟相變微膠囊的制備過(guò)程中乳化劑種類、配比和用量以及原料用量和反應(yīng)工藝條件對(duì)海藻酸鈉石蠟相變微膠囊形成的影響。結(jié)果表明：當(dāng)Tween-80和Span-80以體積比6∶4復(fù)合作為乳化劑，用量為12 mL(/100mL

4、)；海藻酸鈉與石蠟質(zhì)量比1:1、CaCO30.75 g(/3 g海藻酸鈉)、乳化時(shí)間60 min、內(nèi)部固化時(shí)間30 min、外部固化時(shí)間30 min、攪拌速度600 r/min時(shí)，所制得的微膠囊球形規(guī)整，分散性好，平均粒徑約為71μm、粒徑分布在10-120 μm且包埋率為86.24％。DSC表明微膠囊熔點(diǎn)為52.07℃，潛熱能為64.52 J/g。
　　 2.利用殼聚糖進(jìn)行二次包覆海藻酸鈉石蠟相變微膠囊來(lái)改性微膠囊囊壁，發(fā)現(xiàn)：

5、當(dāng)殼聚糖濃度為0.8％，浸泡2h時(shí)，得到的改性微膠囊球形規(guī)整，分散性好，平均粒徑約為91 μm、粒徑分布在20-160 μm且石蠟含量為32.25％。DSC表明殼聚糖改性微膠囊熔點(diǎn)為52.69℃，潛熱能為45.42 J/g。與改性前相比，微膠囊球形更光滑、致密性更好，且機(jī)械強(qiáng)度增大為原來(lái)的3倍左右。
　　 3.通過(guò)測(cè)試相變儲(chǔ)能復(fù)合建筑材料的熱常數(shù)和抗壓強(qiáng)度，研究了微膠囊摻量對(duì)相變儲(chǔ)能復(fù)合建筑材料熱性和強(qiáng)度的影響。隨著微膠囊摻量的