多种因数对微胶囊相变材料的影响(3)
时间:2019-08-03 10:16 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
今后的研究方向主要有: (1) 研制一系列相变温度范围的相变材料。(2) 改善封装介质或支撑介质的力学性能、导热性能。(3) 降低成本，实现工业化。 随着社会的发展，人们对环境保护、节能降耗、减少污染的要求越来越高，多功能、高效率型的相变材料将会得到更加广泛的应用。相信在科研人员的不懈努力下，经强化后的微胶囊相变材料在不久的将来会大量应用到实际生活中，为节能环保作出贡献。 1.2 相变材料 1.2.1 概述 物质所处的物理状态，分为固态、液态和气态等多种，每一种状态即是一种相态( State of Phase) [4]。同一种物质不同相态之间的转变称为相转变( Phase Change)，如固态转变为液态，或液态转变为气态等。发生相转变的温度称之为相变温度，而能够发生相转变的材料， 简称为相变材料。而微胶囊相变材料( MCPCMs) 的研究是将微胶囊技术应用到相变材料中从而形成的新的研究领域。 微胶囊相变材料主要应用在两个领域：能源利用和热交换领域以及温度控制领域。其中能源利用和热交换领域包括冷却循环液[8]、废热交换剂[9]和节能建筑材料方面。而温度控制领域包括设备保护材料、伪装材料、高功能泡沫材料、调温纤文纺织材料和农作物生长保护剂[10]等方面。 1.2.2 相变材料的分类[38] （1）按物质属性分类，可分为无机盐相变材料、有机小分子相变材料和高分子相变材料。 （2）根据相变温度范围分类，相变材料分为高温、中温和低温储材料。 （3）根据相变形式和相变过程分类，相变材料可分为固-汽相变、液-汽相变、固-固相变及固-液相变材料。 1.2.3 相变材料的选择 在物质等压下、近似恒温时，物质发生相变时是否吸收或放出热能是衡量相变材料的储能能力大小的主要取决因数。不是所有的物质在相变过程中都具有储能功能，但是，无论开发何种相变材料，具有实用价值的相变材料应具备以下性质[39]： （1）具有大的贮能容量。也就是说必须有高的相变潜热，而且还要求以单位质量和单位体积计算的相变潜热都足够大。 （2）选取的相变材料必须适合具体应用的要求。如作为温度调节服用的在25~29℃之间。而用于电子元件散热降温的相变材料在40~80℃之间等。 （3）化学和物理稳定性，相变材料必须无毒、无腐蚀性、无危险性、成本低、制造方便。 （4）相转变过程必须完全可逆。过冷或过热现象小，而且正过程和逆过程的方向仅仅以温度决定。 （5）适宜的热传导系数，以便较快地吸收和释放热量。 （6）体积变化小。过大的相变体积是许多材料没有实用价值的主要原因。 然而在实际筛选中，能够同时满足上面要求的相变材料几乎没有，因此人们往往先考虑有合适的相变温度和较大的相变热，然后根据实际需要，考虑各种影响研究和应用的综合性因数。 1.3 微胶囊技术的发展 1.3.1 概述 微胶囊是指利用天然或合成高分子材料在一些特殊的工艺下制成的微小囊状容器，作用在于集中微粒或液体，并有保护、运载和缓释效果等优质特性。 微胶囊技术研究起步于20世纪30年代，美国人D.E.Wurster用物理方法以明胶为壁材在液体石蜡中制备鱼肝油形成明胶微胶囊[39]，20世纪40年代末，微胶囊技术得到突破发展，开始应用于药物制剂包衣，1954年美国的B.K.Green 受到微胶囊在药物上的应用启发成功地将该技术应用于无碳复写纸上，并取得重大成果。20世纪70年代后，应用范围迅速扩大，研究更深入。目前微囊化技术工艺较为成熟，应用非常广泛，发展潜力很大。 (责任编辑：qin) |