第一章緒論

有機(jī)-無機(jī)雜化材料可以結(jié)合有機(jī)材料和無機(jī)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(guān)注。有機(jī)材料提供結(jié)構(gòu)的柔性和良好的工藝性,而眾所周知無機(jī)材料具有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性,具備優(yōu)異的阻燃性、高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和高熱導(dǎo)率。作為新型壁材,有機(jī)-無機(jī)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(nóng)業(yè)、化妝品等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)-無機(jī)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(jī)理進(jìn)行:(1)自由基聚合與溶膠-凝膠結(jié)合(2)Pickering乳液中的聚合反應(yīng);(3)有機(jī)單體聚合和無機(jī)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(yīng)和Y-甲基丙締廝氧丙基三甲氧基珪烷(MPS)的水解-縮合反應(yīng)(sol-gel反應(yīng))同時(shí)在正十六焼液滴表面進(jìn)行,合成了由聚苯乙蹄(PS)和娃氧化合物共同構(gòu)成的雜化壁材微膠囊,有機(jī)聚合物與桂氧聚合物間通過共價(jià)鍵連接,其機(jī)理如Figure1.14所示。

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第二章細(xì)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(jī)PCMs之一,它具有高潛熱、優(yōu)良的熱/化學(xué)穩(wěn)定性、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)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(guān)于二氧化硅納米膠囊化正千八烷的研究報(bào)道。本研究中,我們報(bào)道了通過TEOS在細(xì)乳液中的界面水解和縮聚反應(yīng),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(diào)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(chǔ)熱能為、熱穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率和熱可靠性,表明它們可作為潛在的熱能儲(chǔ)存材料。

2.2實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)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(jié)晶結(jié)構(gòu)在5°C下進(jìn)行測試。結(jié)晶結(jié)構(gòu)在升溫或冷卻過程中的變化通過變溫XRD實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(gè)溫度點(diǎn),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(jìn)行觀察。樣品表面態(tài)金-飽合金使其導(dǎo)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(jié)構(gòu)通過透射電子顯微鏡進(jìn)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(wǎng)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(shí)驗(yàn)部分...58
3.3結(jié)果與討論...60
第四章調(diào)溫NanoPCMs/聚氨酯復(fù)合泡沫的制備與性能...79
4.1引言...79
4.2實(shí)驗(yàn)部分...80
4.3結(jié)果與討論.....82
結(jié)論.....95

第四章調(diào)溫NanoPCMs/聚氨酯復(fù)合泡沫的制備與性能

4.1引言

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

4.2實(shí)驗(yàn)部分

按預(yù)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(yù)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(zhuǎn)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(fù)合泡沫的配方;(1)不同NanoPCMs含量(4.04-17.40)的復(fù)合泡沫,密度均在200kg/m3左右;(2)不同密度的復(fù)合泡沫(100-600kg/m3),NanoPCMs的含量為11.22左右。
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結(jié)論

本論文基于微/納米膠囊化相變材料領(lǐng)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(diǎn)研究了新型無機(jī)壁材和有機(jī)-無機(jī)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(jié)果表明其可以作為理想的熱能儲(chǔ)存?zhèn)溥x材料。針對(duì)節(jié)能建筑領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,將二氧化硅納米膠旁化相變材料與硬質(zhì)聚氨酷泡沫復(fù)合,制備了新型儲(chǔ)熱調(diào)溫復(fù)合材料,在提高其儲(chǔ)熱能力的同時(shí),減小填料對(duì)力學(xué)性能的不利影響。1.通過7608在細(xì)乳液中的界面水解-縮聚反應(yīng),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(chǔ)熱能力、熱穩(wěn)定性、熱可靠性和熱導(dǎo)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(diào)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(diào)溫纖維、膠黏劑和泡沫材料等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值,其兼具相變材料和増強(qiáng)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(xiàn)（略）

本文編號(hào)：125026