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1、相變蓄能微膠囊的制備萬賢1王懿1徐軍1郭寶華1王馨2張寅平2（1清華大學(xué)化學(xué)工程系，2清華大學(xué)建筑科學(xué)系，北京100084）熱能儲(chǔ)存在建筑物集中空調(diào)和采暖系統(tǒng)、熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)、相變節(jié)能建材及構(gòu)件等方面有重要應(yīng)用，不僅可緩解能量供求在時(shí)間和強(qiáng)度上不匹配的矛盾，而且可縮小相應(yīng)能源系統(tǒng)的規(guī)模，節(jié)約初投資。相變材料作為儲(chǔ)能載體，已廣泛應(yīng)用于上述領(lǐng)域，而將相變材料封裝在膠囊中，再將膠囊混合入流體，形成固液兩相功能流體以達(dá)到強(qiáng)化對(duì)流換熱和蓄熱蓄能的目的，是當(dāng)前工程熱物理的一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)。將相變材料封裝起來應(yīng)用于流體：
2、能夠得到粒徑滿足要求并且分布均勻的相變材料微粒；提高對(duì)相變材料的保護(hù)性能，免受外界環(huán)境的影響；在殼材的保護(hù)下可以增強(qiáng)相變材料的耐久性；在所需相變溫度段吸收或釋放潛熱時(shí),具有更大的表觀比熱,可明顯增大傳熱流體與流道管壁面間的傳熱能力。[1]相變微膠囊不但可以應(yīng)用于功能熱流體，現(xiàn)在它已經(jīng)在能源、建材、纖維紡織品和軍事領(lǐng)域等多方面得到了應(yīng)用。[2,3]ChoJS,KwonA等[4]在乳液體系中通過界面聚合法合成了以正十八烷為核、聚脲為殼的微膠囊,所用成殼單體分別為甲苯二異氰酸酯(TDI)和二次乙基三胺(DET
3、A),乳化劑為NP-10,粒徑約為1μm，且表面光滑、分布均勻。ToriniL,ArgillierJF等[5]以1，6-己二醇（HDOH）和異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）為成殼單體，在乳液體系中用界面聚合法合成了以環(huán)己烷為核，聚脲為殼，粒徑約為200nm的微膠囊。本研究選擇20℃石蠟為相變材料，聚脲為殼，采用界面聚合法，選擇合適的表面活性劑，在一定溫度下制備儲(chǔ)熱相變微膠囊（MCPCM），在相差顯微鏡下觀察其形貌，并使用DSC測量相變熱。Figure1.phase-contrastmicroscopeFi
4、gure2.DSCcurvesofparaffin,oftheMCPCMMCPCMandPolyurea圖1為制備的微膠囊在相差顯微鏡下的形貌，可以看出粒徑分布比較均勻，粒徑約為1.7μm.圖2為石蠟、微膠囊和在同樣條件下合成的聚脲的DSC比較圖?？梢钥闯觯壕垭逶跍y試的溫度范圍內(nèi)無相變熱，微膠囊的相變熱124.47J/g小于純石蠟的相變熱134.71J/g。相變微膠囊中芯材所占比例約為92.4%，具有比較高的相變熱。這些都表明以石蠟為芯材的微膠囊已制得。將烘干后的白色微膠囊試樣放入烘箱中（氣氛：空氣），
5、在不同溫度下進(jìn)行熱處理，取出觀測其有無變化。結(jié)果表明，在80℃下熱處理后，對(duì)微膠囊的相變等幾乎沒有影響。180℃下熱處理，相變微膠囊外殼稍有發(fā)黃，是由于氧化所致（見圖3）。微膠囊浸泡100天前后的相變熱基本無變化，說明無石蠟泄漏現(xiàn)象（見圖4）。Figure4.DSCcurvesofComparingMCPCMdippedinwaterfor100daystoitsoriginalitsoriginalFigure3.DSCcurvesoftheMCPCMtreatedat80℃and180℃for1ho
6、ur參考文獻(xiàn)[1]HawladerMNA,UddinMS,KhinMM.AppliedEnergy.2003,74:195.[2]胡先旭,張寅平.太陽能學(xué)報(bào).2002,23:626[3]LeeT,HawesDW,BanuD,FeldmanD.SolarEnergyMaterialsandsolarCells.2000,62(3):217.[4]ChoJS,KwonA,ChoCC.Collid.Polym.Sci..2002,280:260[5]ToriniL,ArgillierJF,ZydowiczN.
7、Macromolecules.2005,38(8):3225.PreparationofMicrocapsuleContainingPhaseChangeMaterialsWanXian1WangYi1XuJun1GuoBaohua1WangXin2ZhangYinping2(1DepartmentofChemicalEngineering,2DepartmentofBuildingScienceTsinghuaUniversity,Beijing100084,China）Abstract:Themic
8、rocapsulescontainingphasechangematerials(MCPCM)haverecentlyreceivedconsiderableattentioninthefieldofthermalenergystorage,duetotheirintrinsicproperties.Inthispaper,thephasechangemicrocapsuleswithpolyureashellforfunctionally
