高分子材料科学与工程研讨会相变蓄能微胶囊的制备万贤王懿1 徐军1 郭宝华王馨2 张寅平2( 1 清华大学化学工程系，2 清华大学建筑科学系，北京1 0 0 0 8 4 )热能储存在建筑物集中空调和采暖系统、热电冷联供系统、相变节能建材及构件等方面有重要应用，不仅可缓解能量供求在时间和强度上不匹配的矛盾，而且可缩小相应能源系统的规模，节约初投资。相交材料作为储能载体，已广泛应用于上述领域，而将相变材料封装在胶囊中再将胶囊混合入流体，形成固液两相功能流体以达到强化对流换热和蓄热蓄能的目的，是当前工程热物理的一个前沿热点。将相变材料封装起来应用于流体：能够得到粒径满足要求并且分布均匀的相变材料微粒：提高对相交材料的保护性能。免受外界环境的影响：在壳材的保护下可以增强相变材料的耐久性：在所需相变温度段吸收或释放潜热时，具有更大的表观比热，可明显增大传热流体与流道管壁面间的传热能力。相变微胶囊不但可以应用于功能热流体，现在它已经在能源、建材、纤维纺织品和军事领域等多方面得到了应用。心3 。C h o J S ，K w o n A 等1 在乳液体系中通过界面聚合法合成了以正十八烷为核、聚脲为壳的微胶囊，所用成壳单体分别为甲苯二异氰酸酯( T D I )和二次乙基三胺( D E T A ) ，乳化剂为N P - I O ，粒径约为1 舳，且表面光滑、分布均匀。T o r i n iL ，A r g i i i i e r J F 等哺1 以l ，6 一己二醇( H D o H ) 和异佛尔酮二异氰酸酯( I P D I ) 为成壳单体，在乳液体系中用界面聚合法合成了以环己烷为核，聚脲为壳，粒径约为2 0 0 n m 的微胶囊。本研究选择2 0 石蜡为相变材料，聚脲为壳，采用界面聚合法，选择合适的表面活性剂，在一定温度下制备储热相变微胶囊( M C P C M ) ，在相差显微镜下观察其形貌，并使用D S C 测量相变热。：三，嘉们a 二三一j曲 由锄- W0母柚的 T - 州lF i g u r e1 p h a s e - c o n t r a s tm i c r o s c o p eF i g u r e2 D S Cc u r v e so fp a r a f f i n ，o ft h eM C P C MM C P C Ma n dP o l y u r e a图l 为制备的微胶囊在相差显微镜下的形貌，可以看出粒径分布比较均匀，粒径约为1 7 V m 图2 为石蜡、微胶囊和在同样条件下合成的聚脲的D S C 比较图。可以看出：聚脲在测试的温度范围内无相变热。微胶囊的相交热1 2 4 4 7 J g 小于纯石蜡的相变热1 3 4 7 1 J g 。相变微胶囊中芯材所占比例约为9 2 4 具有比较高的相变热。这些都表明以石蜡为芯材的微胶囊已制得。将烘干后的白色微胶囊试样放入烘箱中( 气氛：空气) ，在不同温度下进行热处理，取出高分子材料科学与工程研讨会观测其有无变化。结果表明，在8 0 “ C 下热处理后，对微胶囊的相变等几乎没有影响。1 8 0 下热处理，相变微胶囊外壳稍有发黄，是由于氧化所致( 见图3 ) 微胶囊浸泡1 0 0 天前后的相变热基本无变化，说明无石蜡泄漏现象( 见图4 ) 。柑T _ C lF i g u r e3 D S Cc u r v e so f t h eM C P C Mt r e a t e da t8 0 a n d1 8 0 f o rlh o u r三茹篓逃生! 哟刁一一户c u _ n 目_ h n 硎F i g u r e4 D S Cc u r v e so fC o m p a r i n g M C P C Md i p p e di nw a t e rf o r10 0d a y st oi t so r i g i n a l参考文献【1 】H a w l a d e rMNA ，U d d i nMS ，K h i nMM A p p l i e d E n e r g y 2 0 0 3 ，7 4 ：1 9 5 【2 】胡先旭，张寅平无留彪学报2 0 0 2 ，2 3 ：6 2 6【3 】L e eT H a w e sDW ，B a n uD ，F e l d m a nD S o l a rE n e r g yM a t e r i a l sa n ds o l a rc e t l s 2 0 0 0 6 2 ( 3 ) ：217 【4 】C h oJS ，K w o nA ，C h oCC C o l l i d ? o t y m S c i 2 0 0 2 ，2 8 0 ：2 6 0【5 1T o r i n iL ，A r g i l l i e rJF ，Z y d o w i c zN M a c r o m o l e c u l e s 2 0 0 5 ，3 8 ( 8 ) ：3 2 2 5 P r e p a r a t i o no fM i c r o c a p s u l eC o n t a i n i n gP h a s eC h a n g eM a t e r i a l sW a nX i a n lW a n gY i lX uJ u n lG u oB a o h u a lW a n gX i n 2Z h a n gY i n p i n 9 2( 1D e p a r t m e n to f C h e m i c a lE n g i n e e r i n g , 2D e p a r t m e n to f B u i l d i n gS c i e n c eT s i n g h u aU n i v e r s i t y , B e i j i n 9 10 0 0 8 4 ，C h i n a )A b s t r a c t ：T h em i c r o c a p s u l e sc o n t a i n i n gp h a s ec h a n g em a t e r i a l s ( M C P C M ) h a v er e c e n t l yr e c e i v e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o ni nt h ef i e l do ft h e r m a le n e r g ys t o r a g e ，d u et ot h e i ri n t r i n s i cp r o p e r t i e s I nt h i sp a p e r , t h ep h a s ec h a n g em i c r o c a p s u l e sw i t hp o l y u r e as h e l lf o rf u n c t i o n a l l yt h e r m a lf l u i da p p l i c a t i o nw e r es y n t h e s i z e db yi n t e r f a c i a lp o l y m e r i z a t i o n P a r a f f i nw i t hm e l tp o i n to f2 0 w a su s e d 笛ap h a s ec h a n g em a t e r i a l T h es u r f a c em o r p h o l o g ya n dt h e r m a lp r o p e r t i e so fm i c r o c a p s u l e sw e r ei n v e s t i g a t e db ym e a n so fP C Ma n dD S C ，r e s p e c t i v e l y T h ee x p e r i m e n t a ld a t as h o wt h eM C P C Mc o n s i s to f9 3 3 o fp a r a f f i nw a xa n d6 7 o fm i c r o c a p s u l ew a l lm a t e r i a l A n dt h eM C P C Mh a v eah i 曲t h e r m a la n dm e c h a n i c a ls t a b i l i t y K e yw o r d s ：P h a s eC h a n g eM i c r o c a p s u l e s ；P a r a f f i n ；I n t e f f a c i a lP o l y c o n d e n s m i o n1 9 5