引发剂对PMMA相变微胶囊的影响(2)

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致谢 21

参考文献 23

1 绪论

1.1 相变微胶囊

1.1.1 相变微胶囊的定义

相变材料微胶囊(英文名翻译为Microencapsulated Phasechange Materials，简MEPCM，有时也被称为MCPCM),其本质就是利用目前成熟的微胶囊相关技术,在固液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的薄膜,形成了具有核壳结构的复合相变材料。微胶囊的直径大约在2 - 1000μm不等，壳壁厚度大约在0.1—200μm之间，而且壳壁质地较硬,不溶于水。相变微胶囊的相变原理很简单，当外界环境的温度在不大的范围内改变,微胶囊内核中的固—液吸热或放热就会发生相变，但是它的壳壁变化微小,依然保持为固态，所以这类微胶囊在宏观上依然成固态微粒。具有由以上技术制得和有这类特性的微胶囊就可成为相变微胶囊。组成相变微胶囊内核的固一液相变材料——芯材，适合做相变微胶囊的芯材有无机类，如结晶水合盐、共晶水合盐等；有机类，如直链烷烃、脂肪烃和脂肪酸类、石蜡类、多元醇类等；其中结晶水合盐和石蜡类较为广泛。壁壳材料有无机材料，如硅酸钙、金属等；也有天然或合成的高分子材料，如聚酰胺、聚脲、聚苯乙烯、脲醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺一甲醛树脂等。而高分子材料常用于做为相变微胶囊壁材。经过科学家以及研究者的不断探索，目前相变材料微胶囊合成技术方法主要有界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法和喷雾干燥法等[1]。通常根据所要制备的相变微胶囊的种类以及其具体材料来综合考虑合适的制备方法。下文针对以上相关技术会做具体说明和讨论。

1.2 相变微胶囊技术简介

1.2.1 相变材料的概述

相变材料(Phase Change Materials，简称PCMs)是指在一定的温度范围内可改变物理状态的材料，以环境与体系的温度差为推动力，实现储、放热功能，并且在相变过程中，材料的温度几乎保持不变。它因具有储能密度大、储能能力强、温度恒定等优点，在智能调温服装、建筑及电子器件等应用领域得到了广泛关注；它可分为有机相变材料，无机相变材料，复合相变材料。

有机相变材料性能稳定，可通过不同相变材料的混合来调节相变温度的突出优点。但通常存在着导热系数小，密度小，单位体积储热能力差的缺点。典型的有机类相变材料有：石蜡、脂肪酸类、多元醇类相变材料等。

相变材料主要指性质相似的二元或多元化合物的一般混合体系或低共熔体系，形状稳定的固液相变材料，无机有机复合相变材料等；复合相变材料一般有两种形式：一种是两种相变材料混合；另一种是定型相变材料。两种相变材料混合较为简单，但是需要封装，容易发生泄漏；复合相变材料的制作一般有以下几种,溶胶凝胶法，加热共熔法，多孔介质法，微胶囊法，高分子结合法。我们研究微胶囊法。

1.2.2 相变微胶囊芯材和壁材的选择

微胶囊芯材的物理化学性质直接决定所制备微胶囊的热性能与适用范围，壁材的种类与微胶囊化工艺和方法直接有关，也直接影响MicroPCMs的使用性能。所以微胶囊芯壁材的选择至关重要。微胶囊壁材的选择要根据所选用芯材的物理化学性质进行决定。

现在已发现的PCMs种类在6000 种以上，但是具有具有热能储存和温度调控实际应用价值的PCM必须符合以下条件：①要求以单位质量和单位体积计算的相变潜热足够大。②特定的相变温度必须适合具体应用的要求。③适宜的热传导系数。④相转变过程必须完全可逆，而且正过程和逆过程的方向仅仅以温度决定。⑤相转变过程必须不带来任何PCM的降解和变化，具有实用价值的PCM的使用寿命必须大于5000次热循环（每一次正过程和逆过程为一热循环）。⑥相转变过程的体积变化越小越好。⑦在体系运行的温度范围内，PCM的蒸汽压必须足够小。⑧化学和物理稳定性好。PCM必须无毒，无腐蚀性，无危险性，不可燃，不污染环境。⑨无过冷现象。即降温过程的相转变温度不低于升温过程的相变温度。⑩较高的密度。且生产工艺简单，成本低廉，原材料来源易得。