相變微膠囊及其石膏基復(fù)合材料的力學(xué)性能表征.pdf

1、為降低能源消耗、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，在太陽(yáng)能利用、能源回收再利用以及建筑調(diào)溫節(jié)能等領(lǐng)域，相變儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普遍，其核心是相變材料。利用微膠囊化技術(shù)將相變材料進(jìn)行包覆，有效解決相變材料在液體狀態(tài)下發(fā)生滲漏、污染基體以及與基體材料相容性的問題。以石蠟為芯材，密胺樹脂為壁材，采用原位聚合法制備相變微膠囊，擬將此微膠囊摻雜到建筑材料石膏中。相變微膠囊在使用過(guò)程中易發(fā)生變形、甚至破損現(xiàn)象，造成芯材泄漏，影響微膠囊使用時(shí)的穩(wěn)定性和耐久性，

2、所以對(duì)相變微膠囊單體進(jìn)行力學(xué)性能表征顯得尤為重要。
　　相變微膠囊單體的力學(xué)性能表征。采用顯微壓縮法，以密胺樹脂殼(MF)相變微膠囊為研究對(duì)象，利用納米壓入儀和平底壓頭測(cè)試不同粒徑微膠囊單體破壞載荷。基于對(duì)稱變形和體積守恒假設(shè)，建立微膠囊單體破壞極限的評(píng)估方法。研究發(fā)現(xiàn)，MF殼相變微膠囊單體破壞載荷隨粒徑的增大近似呈線性增大，但其壓縮破壞應(yīng)變和環(huán)向破壞應(yīng)變均與粒徑大小無(wú)關(guān)，分別為34.5％±3.0％和34.2％±5.1％。因此，可

3、采用壓縮破壞應(yīng)變或環(huán)向破壞應(yīng)變表征微膠囊單體破壞極限。
　　石膏基相變微膠囊復(fù)合材料的力學(xué)性能表征。為探究相變微膠囊的壁材和粒徑大小對(duì)其石膏基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，將MF殼相變微膠囊和PMMA殼相變微膠囊分別以不同含量(5wt％、10wt％、15wt％和20wt％)摻雜到建筑材料石膏中，制備石膏基相變微膠囊復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)壓縮試樣，采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行壓縮測(cè)試。研究發(fā)現(xiàn)，隨著PMMA殼相變微膠囊摻雜含量的增加，其復(fù)合材料的抗

4、壓強(qiáng)度呈線性減小;當(dāng)MF殼相變微膠囊摻雜含量超過(guò)5wt％時(shí)，其復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度則急劇減小。相變微膠囊摻雜含量越高，其儲(chǔ)能調(diào)溫效果越明顯，在滿足建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)的前提下，PMMA殼相變微膠囊和MF殼相變微膠囊的最優(yōu)摻雜含量分別為15wt％和5wt％，抗壓強(qiáng)度分別為4.20Mpa和7.96Mpa。
　　建立微膠囊破壞極限的評(píng)估方法，即采用壓縮破壞應(yīng)變或環(huán)向破壞應(yīng)變表征微膠囊單體破壞極限。石膏基相變微膠囊復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度隨著微膠囊摻雜含