山东中康新材料：相变材料微胶囊制备与应用

目前有很多种方法可以制备相变微胶囊材料,其中原位聚合法､界面聚合法､乳液聚合法等属于化学方法;喷雾干燥法等属于物理方法;物理化学法则主要有相分离法,相分离法又包括单､复凝聚法｡今天山东中康新材料（www.zhkxc.com）的研发总监为大家详细介绍。

2.1原位聚合法

在微胶囊制备方法中,原位聚合法是应用最多的｡该方法利用单体在催化剂及引发剂､乳化剂等助剂的作用下,在芯材表面上发生缩聚反应,通过交联和聚合形成膜状物质包覆芯材,从而形成相变微胶囊材料｡反应过程中芯材处于油相分散相中,成壳单体处于水相连续相中｡原位聚合法对反应工艺条件要求比较严格,例如表面活性剂的选择､聚合的温度以及搅拌的速率都会影响相变微胶囊材料的表面形貌和热性能｡

闫丽佳采用原位聚合法,以三聚氰胺——甲醛为壁材,正十八烷为芯材制备了相变材料微胶囊｡分别采用十二烷基硫酸钠(SDS)､全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)作为乳化剂,并研究两种乳化剂对相变微胶囊性能的影响｡结果表明,用OBS作乳化剂制备的相变微胶囊材料的表面形貌和热性能比较好,并且得出制备相变微胶囊材料的最佳工艺条件为在乳化温度35℃条件下,添加质量分数1%的OBS,乳化时间45min,搅拌速率1200r·min｡

2.2界面聚合法

界面聚合法也是在两相液体中进行,与原位聚合法中微胶囊由一种单体聚合生成壳体不同,界面聚合法中微胶囊的壳体是不同单体在两相界面处聚合而成｡界面聚合法制备相变微胶囊的过程中,先加入助剂并高速搅拌将芯材乳化或分散在一个溶有壁材的连续相中,然后两种单体在界面处聚合形成在两相液体中都不溶解的壳体聚合物,并包覆相变材料芯材而制成微胶囊｡

Kwon等采用界面聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)､PEG､乙二胺(EDA)单体为壁材,芯材则分别采用正十六烷､正十八烷､正二十烷等,制得若干种相变微胶囊材料｡实验证明,该方法制备相变微胶囊对反应条件和反应单体纯度及其配比的并没有严格要求,壳体在两相界面处以较快的速度聚合生成,且其形成过程可以抑制其他单体的反应,并能制成纳米级的相变微胶囊材料｡

2.3乳液聚合法

乳液聚合法是近十年来制备相变微胶囊材料的一种新发展起来的方法,它主要是被应用在合成高分子材料中,其合成过程是通过在单体中添加乳化剂并进行搅拌形成分散状的乳液,再通过添加引发剂或者其他方法使其发生聚合反应｡乳液聚合法合成微胶囊材料的优点是在反应过程由于溶剂的散热能够调节聚合体系的温度,从而防止出现“暴聚”的问题｡

陈旭等采用乳液聚合法,以石蜡为芯材,MUF树脂为壁材,并添加石墨烯进行改性,制备石墨烯改性MUF/石蜡相变微胶囊｡结果表明,微胶囊粒径尺寸随乳化搅拌速度的增大而减小,且分布变窄｡相变微胶囊没有明显的过冷现象,囊壁对芯材的挥发起到有效的抑制作用,从而保证了微胶囊良好的储热性能,其平均相变潜热为144.1J·g——1,经120次热循环后质量损失率仅为1｡88%｡

2.4单/复凝聚法

单/复凝聚法属于制备微胶囊的相分离法,其原理是改变含有芯材的溶液的物理化学性质,从而使壁材在相变芯材上析出并对其进行包覆而制成微胶囊｡复凝聚法制备过程中,先要把芯材充分分散在溶液中,再加入另一种所带电荷与其相反溶液,调节溶液的pH值,并使两种离子数目刚好可以达到正负离子中和;然后电荷相反的高分子便会凝聚固化而最终形成微胶囊｡复凝聚法制备相变微胶囊材料通常会使用甲醛､戊二醛或丹宁酸等交联剂以提高防水性｡

周龙祥采用复凝聚法制备桃胶/壳聚糖包覆石蜡的相变储能微胶囊,并研究了影响微胶囊包覆率的因素,包括复凝聚反应的芯壳比､pH､反应时间,还有交联剂及其用量｡得出了最优化的制备微胶囊的条件是芯壳比为1∶1,pH值等于4,加入6mL戊二醛作为交联剂,并反应30min｡复凝聚法制备的相变微胶囊材料的相变焓是173.4J·g——1,包覆率为85.9%,储热性能与热稳定性良好｡

2.5喷雾干燥法

喷雾干燥法是制备相变微胶囊材料的物理方法,它是把相变材料和液化的壳材料混合均匀后经过脱除溶剂而凝固所制得｡壁材通常采用水溶性聚合物,适用于制备亲油性相变微胶囊材料｡该方法操作简便,有着比较高的收率,然而目前主要是作为补充方法,相关研究报道还不是很多｡

Hawlader等将明胶与阿拉伯胶溶于水后作为囊壁材料,芯材则选用石蜡,制备相变微胶囊｡调节乳化后的溶液温度为65℃,喷雾干燥过程在实验用喷雾干燥设备中进行,从而制得粒径均匀的相变微胶囊材料,其热焓值为145J·g

 -----------------------------

>>山东中康新材料-各种纺织阻燃涂层胶、天然植物抗菌剂、光触媒整理剂、涤纶阻燃涂层胶、丙纶阻燃涂层胶 、持续凉感整理剂、相变微胶囊整理剂、纺织蜡乳液、缝纫线润滑剂、缝纫线硅蜡生产厂家，十年研发经验，免费寄样<<<<