【文章內(nèi)容簡介】 值，在芯材發(fā)生相變時會顯著增大，大多采用量熱計法測定。就微膠囊的熱穩(wěn)定性而言，用 DSC 測 定相變溫度和潛熱與熱循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系，相變溫度和潛熱變化越小則表明熱穩(wěn)定性越好 [[42]。再者，用于儲能調(diào)溫建材時，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]。 微膠囊機(jī)械性能表征方法 微膠囊的機(jī)械性能包括囊壁的機(jī)械強(qiáng)度、彈性、韌性及致密性等。囊壁的機(jī)械強(qiáng)度用破損率來表征。在文獻(xiàn) [[60]中提到一種囊壁彈性的測量方法，即通過施壓確定變形的、恢復(fù)變形的微膠囊數(shù)量占總體的比值來確定微膠囊的彈性指標(biāo)。而文獻(xiàn) [33〕中對滲透性的測定做了一些研 究，采用 722 型分光光度計，在密度為 g/mL 的乙醇中，對不同工藝條件下所得的微膠囊相變材料進(jìn)行了滲透性測定。文獻(xiàn) [[s}}通過離心剪切實驗考察了微膠囊相變材料囊壁的機(jī)械強(qiáng)度和致密性。 微膠囊相變材料的應(yīng)用 MCPCM 的應(yīng)用主要可以分為兩個方向 :一是利用其相變時的潛熱，把它與傳熱流體混合，提高傳熱流體的熱容，用于熱量傳輸、冷卻劑等 。二是利用其相變溫控特性，將其應(yīng)用于紡織品、建筑物、軍事目標(biāo)等，提高熱防護(hù)性或者調(diào)節(jié)溫度 [6169]。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。 建筑領(lǐng)域 微膠囊相變材料在建筑材料中的應(yīng)用，是其最先研究的應(yīng)用領(lǐng)域之一。輕質(zhì)建材的主要缺點是熱焙低，溫度漲落很大。添加相變材料的一種成功的方法就是將微膠囊相變材料混入磚瓦、墻板等建筑結(jié)構(gòu)材料中進(jìn)行太陽能貯存 【 70】 。微膠囊相變材料用在建筑中時，膠囊的直徑可以適當(dāng)大一點，采用塑料或金屬作殼材，雖然成本比較高，但安全性好、機(jī)械強(qiáng)度高，而且導(dǎo)熱系數(shù)也很高。 紡織服裝領(lǐng)域 10 將 MCPCM 應(yīng)用于紡織品 ，當(dāng)外界溫度變化時，利用相變吸收或放出熱量維持紡織品溫度在一個舒適的溫度范圍內(nèi)，可以使服裝具有溫度調(diào)節(jié)功能。將 MCPCM與普通纖維共混后融入紡絲制備可調(diào)溫纖維，也可以直接進(jìn)行織物涂層的整理【 71】 。儲熱調(diào)溫紡織品可應(yīng)用于職業(yè)服裝如消防服、野戰(zhàn)服、冷庫工作服、潛水服、飛行服等，也可適用于室內(nèi)裝飾、床上用品和睡袋等方面。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。 功能熱流體領(lǐng)域 功能熱流體是指熱流體為連續(xù)相、其他添加劑 (有相變或沒有相變 )為分散相的多功 能流體。在傳熱流體中添加可發(fā)生相變 (固一液或固一固相變 )的微膠囊是當(dāng)前功能熱流體研究領(lǐng)域的一個熱點問題。潛熱型功能熱流體在航空航天技術(shù)、微電子技術(shù)和燃料電池等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 11 第二章 實驗部分 實驗儀器和實驗藥品 實驗儀器 表 21 實驗儀器 儀器名稱 型號 生產(chǎn)廠家 剪切如花攪拌機(jī) JRJ300I 上海標(biāo)本模型廠 精密増力電動攪拌器 JJ1 常州國華電器有限公司 數(shù)顯電動熱恒溫水浴鍋 HH2 北京科偉永興儀器有限公司 臺式電熱恒溫干燥箱 WHL25A 天津市泰斯特儀器 傅里葉變換紅外光譜儀 FTIR7600 Lambda Scientific 公司 掃描電子顯微鏡 XL30 荷蘭公司飛利普公司 生物光學(xué)顯微鏡 UB100i 重慶惠普科技有限公司 電子天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司 實驗藥品 本實驗所需要的實驗藥品如下 22 所示 藥品名稱 純度 生產(chǎn)廠家 硬脂酸丁酯 TDI IPDI 聚醚多元醇 二乙烯三胺 化學(xué)純 氫氧化鈉 分析純 SMA 工業(yè)品 實驗原理 12 聚醚多元醇與 TDI或 IPDI 的反應(yīng) 聚醚多元醇最常見的反應(yīng)是，多元醇與異氰酸酯，如 TDI、 MDI、 HDI、 IPDI、NDI 等反應(yīng)。反應(yīng)的實質(zhì)是聚醚多元醇中的羥基基團(tuán)與異氰酸酯中的 NCO 基團(tuán)反 生成氨酯基團(tuán)，且 TDI 的反應(yīng)速率大于 IPDI。 RNCO + R1OH → RNHCOOR1（氨基甲酸酯） (21) 多異氰酸酯與多元醇化合物是制備聚氨酯最常見的兩種原料，它們之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的產(chǎn)物為聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯。多異氰酸酯化合物和二元醇化合物的反應(yīng)化學(xué)方程 式為： n OCNRNCO + HOR1OH → [CONRNHCOOR1O]n (聚氨酯） (22) 異氰酸酯與水的反應(yīng) Wurtz 認(rèn)為異氰酸酯與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氨基甲酸，氨基甲酸酯隨之會迅速分解生成二氧化碳和胺。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。反應(yīng)方程式如下： 慢 R— NCO + H2O → R— NHCOOH → R— NH2 + CO2 （ 23） 快 R— NH2 + R— NCO → R— NHCON — R （ 24） 異氰酸酯與胺的反應(yīng) 胺基與異氰酸酯的反應(yīng)是聚氨酯制備中較為重要的的反應(yīng)之一。凡是有伯胺基（ N2H）及仲氨基（ NH）的化合物，具有較大位阻外，基本都能與異氰酸酯反應(yīng)。異氰酸酯與胺反應(yīng)生成取代脲，總的來說，胺基于異氰酸酯的反應(yīng)活性較其他活性氫化物為高。 試驗方法 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 本實驗主要采用質(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