脲醛樹脂包覆石蠟微膠囊相變材料制備及性能評價.pdf

1、為了提高高速飛行器金屬熱防護系統(tǒng)安全系數(shù)、提高隔熱效率并進一步減少熱防護系統(tǒng)厚度，對微膠囊相變材料進行系統(tǒng)研究。微膠囊相變材料作為多層高效隔熱結構內表面涂層填料以及單元防護系統(tǒng)間密封材料填料起到熱沉作用；當金屬熱防護系統(tǒng)或陶瓷瓦片脫落、出現(xiàn)裂紋或出現(xiàn)熱泄露，相變材料涂層作為燒蝕層保護飛行器。
　　本文采用理論的方法研究陶瓷防熱瓦增加微膠囊相變材料層后再入過程中的瞬態(tài)傳熱機理，設計了隔熱模型，建立了一維傳熱分析模型，并建立了一維瞬態(tài)

2、傳熱方程來分析微膠囊相變材料對熱防護系統(tǒng)影響，計算表明，相變材料能有效地降低熱防護系統(tǒng)下表面的溫度，并且在相同的隔熱效果下，相變材料能夠降低熱防護系統(tǒng)的厚度。
　　采用原位聚合法制備了脲醛樹脂包覆石蠟微膠囊，測試了微膠囊的緩釋性和芯含量，利用掃描電鏡(SEM)、差示掃描量熱儀(DSC)和傅立葉紅外光譜儀(FTIR)分別觀察分析了微膠囊的形貌結構、熱穩(wěn)定性、相變潛熱和紅外譜圖，并研究了乳化劑的用量對微膠囊物性的影響。
　　結果

3、表明，通過原位聚合法制備的脲醛樹脂包覆石蠟微膠囊呈球形，表面光滑致密，包覆性好，芯含量在55％左右；通過DSC分析，微膠囊具有良好的熱穩(wěn)定性和較高的相變潛熱82.4J/g，相變溫度為68℃；紅外譜圖確定了壁材脲醛樹脂的生成；乳化劑聚乙烯醇(PVA)用量在臨界膠束濃度附近時所得微膠囊表面形貌最光滑致密，包覆性最好；優(yōu)化的合成工藝為：原料配比為0.5:1，終點pH=2.5～3.0，表面活性劑使用100mg/L的PVA水溶液，攪拌速率為500