【正文】 量等因素對微膠囊表面形貌及各項(xiàng)性 能的影響。 本文立足于此，以硬脂酸丁酯為芯材 , 苯乙烯馬來酸酐共聚物 (SMA)為乳化分散劑 , 采用界面聚合制備微膠囊相變材料 , 其壁材分為兩種：一種是甲苯 2, 4二異氰酸酯 (TDI)和聚醚多元醇反應(yīng)形成的 , 一種是脂肪族異氰酸酯（ IPDI）與聚醚多元醇反應(yīng)形成的聚氨酯殼層。而按照能源是否可再生可以分為 :(1)不可再生能源，包括石油、煤、天然氣等 。 就目前而言，熱能存儲的方式主要有三種，分別是顯熱 儲能、潛熱儲能和化 學(xué)儲能。相變材料作為儲能載體已被廣泛應(yīng)用于冰箱和空調(diào)中的制冷和蓄冷、智能建筑物的自動恒溫、太陽能應(yīng)用中的能量儲存和轉(zhuǎn)換以及日用品中。 3 FARID[9]等人都曾經(jīng)報(bào)道了在很寬的一個(gè)溫度范圍內(nèi)可供選擇的潛熱儲能材料的清單。 微膠囊技術(shù) 微膠囊是通過成膜物質(zhì)把囊內(nèi)空間與囊外空間隔離開，形成特定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。通過囊壁的部分阻隔作用和滲透調(diào)節(jié)性能，可以降低被包覆物的釋放速率，或?qū)⒈话参镆钥煽氐乃俣柔尫?，形成各種具有緩釋和可控釋放性能的微膠囊。芯材應(yīng)該具有潛熱大、無毒性、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。 5 表 22 常見微膠囊芯材 類別 芯材物質(zhì) 藥物 維生素、阿司匹林、氨基酸 色素 顏料、染料、無碳復(fù)寫紙的無色染料 食品 油、月旨肪、調(diào)味品、香料 香料 香精、薄荷油、專用成分 燃料 核燃料、火箭燃料 酸堿 硼酸、硝酸、苛性堿 、胺類 溶劑 醚類、醇類、醋類、石蠟類、甲苯、苯、甘油 助劑 固化劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、氧化劑、還原劑、引發(fā)劑 膠黏劑 鄰苯二甲酸醋類、磷酸醋類、己二酸醋類、硅烷類 增塑劑 細(xì)胞、細(xì)菌、酶、酵母、血紅蛋白、病毒、動物膠 生物品 細(xì)胞、細(xì)菌、酶、酵母、血紅蛋白、病毒、動物膠 農(nóng)用品 殺蟲劑、除草劑、肥料 記錄材料 復(fù)印色粉、墨水、定影劑、顯色劑、鹵化銀 微膠囊相變材料壁材的選取 最常見的壁材是高分子材料，主要包括天然高分子、半合成高分子和合成高 分子。物理化學(xué)法特點(diǎn)是改變條件使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉出來，并將囊芯包覆形成微膠囊，其中最有代表性的是相分離法。用該方法制備 MCPCM 的影響因素包括芯材與壁材質(zhì)量比、乳化劑種類及 7 用量、攪拌速率、反應(yīng)溫度等。 復(fù)凝聚法 復(fù)凝聚 【 21】 也是一種相分離方法。微膠囊粒子的表面和內(nèi)部形態(tài)，可以通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡 (SEM)等來觀察 [22〕 0 囊壁厚度也可通過光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀測得到，前者簡單直觀、適用面廣，但其缺點(diǎn)是微膠囊必須干燥，然而一旦干燥，微膠囊將發(fā)生形變或收縮，從而影響測量的準(zhǔn)確性 。目前，微膠囊相變材料的有效載量可達(dá)到 65%78%。再者，用于儲能調(diào)溫建材時(shí)，微膠囊相變材料應(yīng)具有良好的親水性，以便可以和普通建材進(jìn)行復(fù)合，通常用接觸角儀對親水性進(jìn)行測定 [59]。微膠囊相變材料降低了相變物質(zhì)對設(shè)備的腐蝕性，阻止了相變物質(zhì)的流動，防止了相分離，提高了材料的使用效率，拓寬了相變材料的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，微膠囊相變材料還具有醫(yī)療用途，涂層織物用于手術(shù)服，可防止液體透過，防止細(xì)菌感染。若異氰酸酯過量，剩余的異氰酸酯會與生成的胺反應(yīng)得到脲。后期用蒸餾水反復(fù)洗，過濾， 70℃烘至無質(zhì)量損失，可制得微膠囊固體粉末，反應(yīng)工藝曲線如圖 22所示 。 微膠囊紅外光譜的測定 分別取微量干燥的微膠囊在瑪瑙研 缽中研細(xì)，再加入 100200mg 磨細(xì)干燥的KBr 粉末，混合均勻后，加入壓膜中，在壓片機(jī)中加壓至 22MPa，壓片時(shí)間兩分鐘，制成一定直徑和厚度的透明薄片，然后將此薄片放入紅外光譜儀中進(jìn)行測定。 表 31 不同的乳化轉(zhuǎn)數(shù) 序號 乳化劑用量 /mL 乳化轉(zhuǎn)數(shù) r/min 乳化時(shí)間 /min 1 30 8000 10 2 30 10000 10 3 30 12022 10 18 （ a） 8000r (b)10000r (c)12022r 圖 31 不同轉(zhuǎn)數(shù)下所觀察到的硬脂酸丁酯的 PCM 照片 根據(jù)圖 31 所示，隨著乳化轉(zhuǎn)數(shù)的提高，芯材液滴的粒徑在減小，顆 粒的比表面積增大，則壁材對芯材的包裹越容易，但是包裹的厚度有所下降，對芯材的保護(hù)能力下降。所以綜合比較以上結(jié)果，乳化時(shí)間為 10min 時(shí)最合適。 溫度對于微膠囊的影響 溫度對聚醚多元醇和 TDI 合成的微膠囊表面形態(tài)的影響 反應(yīng)溫度對形成均勻的微膠囊也起到重要作用。 溫度對聚醚多元醇和 IPDI 合成的微膠囊表面形態(tài)的影響 當(dāng)壁材為聚醚多元醇和 IPDI 時(shí)，反應(yīng)溫度為 50℃、 60℃、 70℃、 80℃時(shí)，所制備的微膠囊的光學(xué)顯微鏡下照片見圖 35 所示。 當(dāng)壁材為聚醚多元醇和 TDI 時(shí)，反應(yīng)溫度過高， TDI 與 水的副反應(yīng)幾率增加，從而影響反應(yīng)純度。所以對影響微膠囊形貌的乳化劑用量做了研究。想要獲得穩(wěn)定的乳液體系，就必須配以合適的乳化剪切時(shí)間。合適的攪拌剪切速度，可獲得較好的乳化效果。 微膠囊相變材料合成的工藝曲線 以 TDI 與聚醚多元醇合成的微膠囊相變材料和 IPDI 與聚醚多元醇合成的微膠囊相變材料的工藝曲線基本相同，如下圖 所示 EDTA T 2h 3h 聚醚多元醇 降溫 （ m310） 1℃ /min 40℃ 30min 過濾，干燥 圖 22 微膠囊合成工藝曲線 由于 TDI與聚醚多元醇的反應(yīng)和 IPDI與聚醚多元醇的反應(yīng)都不能完全進(jìn)行，聚醚多元醇所需的量要高于理論值，為了讓反應(yīng) 盡可能的趨于完全，對上面的工藝曲線進(jìn)行優(yōu)化，若下圖 23 所示 T 2h T 3h 1℃ /min 降溫 1℃ /min 降溫 聚醚多元醇 (M310) EDTA 40℃ 30min 50℃ 30min 過濾，干燥 圖 23 微膠囊合成優(yōu)化工藝曲線 測試指標(biāo) 16 微膠囊乳化效果的測定方法 用玻璃棒蘸取稀釋乳化液一滴于載玻片上，用蓋玻片進(jìn)行壓片。 試驗(yàn)方法 13 微膠囊的制備工藝流程 微膠囊的制備工藝流程如圖 21 所示 如圖 21 微膠囊的制備工藝流程 乳化劑的配制 本實(shí)驗(yàn)主要采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%， pH 為 6 的乳化劑 SMA，配置過程如下：先向 500mL 三口燒瓶 中加入 300mL 蒸餾水和 氫氧化鈉，放入恒溫水浴鍋中加30mLSMA 24g 硬脂酸丁酯 水 TDI 或 IPDI