20 世纪70 年代能源危机以后,储能材料备受研究者的关注,相变微胶囊是以相变材料为芯材,以聚合物等为壁材。利用芯材发生固液相转变来吸收和释放热量,利用壁材的坚实密闭来保护芯材防止其变为液态时流出。由于微胶囊的颗粒小,比表面积大,微胶囊的导热问题也能得到很好的解决。
微胶囊的制备方法分为物理法和化学法。物理方法主要有喷涂干燥法、相分离法; 化学方法主要有原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法等。物理方法制备微胶囊操作简单,主要用于食品医药方面,但粒度一般大于100 μm。化学方法中原位聚合法制备的微胶囊球形规则、表面光滑,多采用胺类、醛类物质为反应单体,但制备过程中需多次调控反应温度; 界面聚合法多采用氰酸酯类与胺类、醛类反应制备微胶囊,但反应难于控制,产物中也会残留一定量的单体; 悬浮聚合法多采用油溶性的单体作为壁材,但制备的微胶囊包覆率低。
本文采用三聚氰胺-甲醛树脂( MF) 为壁材,通过原位聚合法制备相变微胶囊。制备过程中减少了对温度的调控次数,探讨了聚合过程对微胶囊结构的影响,并对制备的微胶囊进行了FT-IR、SEM、DSC、TG 等表征,对不同石蜡含量的微胶囊形貌、潜热、耐热性等进行了分析。
本文采用三聚氰胺、甲醛为原料,通过原位聚合法制备了芯壁比为2∶ 1、3∶ 1、4∶ 1 的相变微胶囊,并对制备的微胶囊进行了FT-IR、SEM、DSC、TG 及热循环测试。测试结果表明,在包覆过程中微胶囊的壁材不与芯材发生反应,制备的微胶囊球形比较完整、表面带有少量颗粒。微胶囊的潜热测试值与计算值非常接近,经过100 次热循环后潜热值变化较小,同时发现微胶囊壁材具有较好的传热能力,降低壁材的交联度可能会得到一些耐热性较强的相变微胶囊。