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)生相變時吸收或放出大量熱量的特點來儲熱，因此廣泛用于能量儲存領(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密度且價格低廉，可以大面積用于能源儲存。但單獨使用石蠟容易造成滲漏、相分離、體積膨脹、腐蝕性強、熱穩(wěn)定性差等問題。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題。這對于相變材料應(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，并利用殼聚糖對海藻酸鈉石蠟相變微膠囊進行二次包覆。通過光學顯微鏡觀察微膠囊的形貌，并計算微膠囊的包埋率，研究了制備過程中乳化體系、原料用量和反應(yīng)工藝條件對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分別對微膠囊的表面形態(tài)、化學組成、熱性能、粒徑分布和機械強度進

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)測試儀和萬能材料試驗機測試了相變儲能復(fù)合建筑材料的熱常數(shù)和抗壓強度，以研究微膠囊摻量對相變儲能復(fù)合建筑材料熱性能和強度的影響。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)工藝條件對海藻酸鈉石蠟相變微膠囊形成的影響。結(jié)果表明：當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)、乳化時間60 min、內(nèi)部固化時間30 min、外部固化時間30 min、攪拌速度600 r/min時，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表明微膠囊熔點為52.07℃，潛熱能為64.52 J/g。
　　 2.利用殼聚糖進行二次包覆海藻酸鈉石蠟相變微膠囊來改性微膠囊囊壁，發(fā)現(xiàn)：

5、當殼聚糖濃度為0.8％，浸泡2h時，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，且機械強度增大為原來的3倍左右。
　　 3.通過測試相變儲能復(fù)合建筑材料的熱常數(shù)和抗壓強度，研究了微膠囊摻量對相變儲能復(fù)合建筑材料熱性和強度的影響。隨著微膠囊摻量的