第一章緒論

有機-無機雜化材料可以結合有機材料和無機材料各自的優(yōu)勢,因此具有優(yōu)異的綜合性能,受到研究者的關注。有機材料提供結構的柔性和良好的工藝性,而眾所周知無機材料具有良好的熱化學穩(wěn)定性,具備優(yōu)異的阻燃性、高結構強度和高熱導率。作為新型壁材,有機-無機雜化材料可以包覆多種不同類型的芯材,如藥物、香料、催化劑、染料和PCMs等,在食品、醫(yī)藥、能源、催化、紡織、農業(yè)、化妝品等諸多領域具有廣闊的應用前景。有機-無機雜化殼微膠囊的合成可以利用乳液體系中的分散相液滴或乳膠粒子作為模板,并通過以下三種主要的機理進行:(1)自由基聚合與溶膠-凝膠結合(2)Pickering乳液中的聚合反應;(3)有機單體聚合和無機物沉淀兩步法。Ni等[83]在水包油(0/以)乳液體系中,使苯藝稀的自由基聚合反應和Y-甲基丙締廝氧丙基三甲氧基珪烷(MPS)的水解-縮合反應(sol-gel反應)同時在正十六焼液滴表面進行,合成了由聚苯乙蹄(PS)和娃氧化合物共同構成的雜化壁材微膠囊,有機聚合物與桂氧聚合物間通過共價鍵連接,其機理如Figure1.14所示。

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第二章細乳液界面水解-縮聚法制備二氧化硅納米膠囊化正十八烷相變材料

2.1引言

正十八烷是最常用的有機PCMs之一,它具有高潛熱、優(yōu)良的熱/化學穩(wěn)定性、廉價等優(yōu)點并且相變溫度適宜(23-28°C),接近人體舒適溫度[40]。據(jù)我們所知,目前為止尚沒有關于二氧化硅納米膠囊化正千八烷的研究報道。本研究中,我們報道了通過TEOS在細乳液中的界面水解和縮聚反應,制備二氧化娃納米膠囊化正十八烷相變材料。納米膠囊的尺寸和形貌可以通過調節(jié)水-乙醇比方便的控制。所制備的納米膠囊具有較高的儲熱能為、熱穩(wěn)定性、熱導率和熱可靠性,表明它們可作為潛在的熱能儲存材料。

2.2實驗部分

樣品的傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜利用Nicolet6700紅外光譜儀在室溫下進行測定,采用KBr壓片法,掃描次數(shù)為32，，粉末X射線衍射(XRD)測試在BrokerD8Advance衍射儀(40kV,50mA)上進行,利用Cu貨射線a=0.154nm),收集20在5-90D范圍的衍射圖案,掃描速度為1的正十八烷和納米膠襄化正十八烷的穩(wěn)定結晶結構在5°C下進行測試。結晶結構在升溫或冷卻過程中的變化通過變溫XRD實驗進行表征:樣品首先從10°C加熱到35 ,隨后冷卻至10;加熱和冷卻速率為6，在每個溫度點,樣品在測試前首先平衡2min。所合成的納米膠囊的形貌通過掃描電子顯微鏡(SEM,CamScanApollo300型)進行觀察。樣品表面態(tài)金-飽合金使其導電,在高真空模式下獲取圖像,加速電壓為10kV,光圈大小中等。并采用Image-ProPlus軟件測量樣品的粒徑分布。樣品的微結構通過透射電子顯微鏡進行表化加速電壓100kV。樣品在乙醇中超聲分散,取少量液體滴在碳膜覆蓋的300目銅網上,用于TEM測試。

第三章PS-SiO2雜化壁材納米膠囊化相變材料的制備與性能...57

3.1引言...57
3.2實驗部分...58
3.3結果與討論...60
第四章調溫NanoPCMs/聚氨酯復合泡沫的制備與性能...79
4.1引言...79
4.2實驗部分...80
4.3結果與討論.....82
結論.....95

第四章調溫NanoPCMs/聚氨酯復合泡沫的制備與性能

4.1引言

近年來,NanoPCMs領域取得的重要進展[23-31],尤其是各種無機壁材NanoPCMs的出現(xiàn)[29-31],為先進調溫復合材料的發(fā)展提供了新的機遇。與MicroPCMs相比,NanoPCMs的膠裹尺寸大大減小,可以有效減少復合材料中的缺陷。外,NanoPCMs具有更大的比表面積,為加速熱為學過程提供了更大的驅動力[26]。更為重要的是,眾所周知,無機納米粒子對許多聚合物材料來說是理想的增強填料。盡我們所知,目前關于NanoPCMs/RPU復合泡沫的制備和表征方面的文獻報道很少。在本工作中,我們制備了新型NanoPCMs/RPU復合泡沫材料,該NanoPCMs以無機的二氧化珪為壁材,目的在于減少填料對RPU泡沫形貌和力學性能的負面效應。系統(tǒng)研究了復合泡沫的化學姐成、形貌、相變特性、熱穩(wěn)定性和力學性能。

4.2實驗部分

按預定比例,將聚醋N303、TEA、去離子水、T-9和NanoPCMs加入烷杯中,劇烈橫拌使其混合均勻。然后,在烷杯中加入多亞甲基多苯基異氯酸酷,連續(xù)攬拌30-60S。將混合物注入預熱過的金屬模具中,使泡沫形成和生長。待泡沫充滿模具后,將其密閉,自然冷卻至室溫,然后轉移到l00°C烘箱中加熱3三,完成固化。物料溫度:20—60°C;模具溫度:40-45°C。Table4-1列出了兩組NanoPCMs/RPU復合泡沫的配方;(1)不同NanoPCMs含量(4.04-17.40)的復合泡沫,密度均在200kg/m3左右;(2)不同密度的復合泡沫(100-600kg/m3),NanoPCMs的含量為11.22左右。
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結論

本論文基于微/納米膠囊化相變材料領域的現(xiàn)狀,提出了目前存在的問題和解決途徑。從膠囊壁材和尺寸的角度出發(fā),重點研究了新型無機壁材和有機-無機雜化壁材納米膠囊化相變材料的高效制備方法、相變行為、熱穩(wěn)定性和熱可靠性。制備了新型二氧化硅納米膠裹化正十八烷相變材料,PS-SiO2雜化壁材納米膠裹化正十八烷相變材料,系統(tǒng)研究了其形貌、相變特性、熱穩(wěn)定性和熱可靠性,結果表明其可以作為理想的熱能儲存?zhèn)溥x材料。針對節(jié)能建筑領域的潛在應用,將二氧化硅納米膠旁化相變材料與硬質聚氨酷泡沫復合,制備了新型儲熱調溫復合材料,在提高其儲熱能力的同時,減小填料對力學性能的不利影響。1.通過7608在細乳液中的界面水解-縮聚反應,成功制備了二氧化娃為壁材的納米膠囊化正十八烷相變材料。納米膠案具有高儲熱能力、熱穩(wěn)定性、熱可靠性和熱導率。并且,納米膠旁的形貌和粒徑可以通過改變制備過程中采用的水-乙醇比方便的調控。隨著納米膠堯粒徑的減小,其相變溫度向低溫方向偏移。所制備的二氧化旌納米膠囊在調溫纖維、膠黏劑和泡沫材料等領域具有潛在應用價值,其兼具相變材料和増強填料雙重作用,從而有望獲得優(yōu)異的綜合性能。

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參考文獻（略）

本文編號：125026