近年來,相變材料微膠囊發(fā)展迅速,相變材料(PCM能夠在一定溫度下發(fā)生可逆相態(tài)轉變,并且在此過程中向周圍環(huán)境吸收熱或釋放大量的熱量,以保證自身溫度恒定和調節(jié)環(huán)境溫度.【l】若將相變材料直接應用于織物上,織物的服用性能會大大降低,而且隨著相變材料在織物上的不斷流失,其調溫功能也將逐步減弱故應將其微膠囊化.微膠囊技術是一種保護技術,它采用成膜材料將一些具有反應活性、敏感性或揮發(fā)性的液體或固體包封成微小粒子.[2]超聲波分散作為一種強度很高的分散手段,可應用于微膠囊化的過程中,從而減弱微膠囊顆粒間的團聚傾向,得到分散性能好、粒徑小的微膠囊.YutangFang等將超聲波技術應用到微膠囊的制備中,以正十八烷為芯材,苯乙烯為膜材,十二烷酸鈉/OP一10為復配乳化劑,得到納米級微膠囊.
本文在原有工作的基礎上,利用超聲波技術制備相變微膠囊,并研究對比超聲波對相變微膠囊性能的影響.
1試驗
1.1材料及儀器
棉織物:經紗細度15tex,緯紗細度15tex,密度548x284根/10cm;藥品:固體石蠟f上海誼久化工有限公司),2,4一甲苯二異氰酸酯(TDI,中國醫(yī)藥集團上海化學試劑公司),四乙烯五胺f國藥集團化學試劑有限公司),苯乙烯一馬來酸酐聚合物(SMA,自制),粘合劑(常州漢斯化學品有限公司).
儀器:WL750CY試驗室高剪切乳化機(上海威宇),HS3120超聲波清洗機(天津恒奧科技發(fā)展有限公司)Ls13320激光粒度分析儀(美國貝克曼庫爾特公司)204F1型差示掃描量熱儀(德國耐施儀器制造有限公司),Center3501352紅外測溫儀(群特科技股份有限公司),電子顯微鏡(日本電子株式會社)等.
1.2相變微膠囊的制備
稱取固體石蠟,加入TDI作為油相.稱取四乙烯五胺以及苯乙烯一馬來酸酐聚合物(SMA)的水解物SMH(其中SMH作為乳化劑),加入蒸餾水至總體積10mL并且加熱,作為水相.將油相熔融混合后迅速加入水相中,同時用高剪切乳化機進行乳化.將乳液轉移至三口燒瓶中,在設定的反應溫度下繼續(xù)攪拌反應,并且伴有超聲波震蕩,一段時間后得到產物,冷卻至室溫,反復洗滌,抽濾,冷凍干燥得白色微膠囊粉末A.
采取同樣的操作步驟,但不使用超聲波震蕩,制備白色微膠囊粉末B.
1.3整理工藝
涂層(粘合劑20g/L,相變微膠囊A或B4Og/L)一預烘(80oC,30min1一焙烘(120℃,3min).
1.4測試
微膠囊粒徑與形態(tài):將微膠囊粉末分散到蒸餾水中,用電子顯微鏡觀察其形態(tài)并用激光粒度分析儀測試其體均粒徑和數均粒徑D,并計算其分布指數PDI=Dv/Dn.
微膠囊的儲熱性能:采用差示掃描量熱儀測試,升溫和降溫范圍均為0~60℃,升降溫速率為5oC/min氮氣保護.
織物的調溫性能:(1)外界環(huán)境溫度升高時,把織物放置在恒溫恒濕環(huán)境中(20℃,相對濕度60%)平衡24h,再放在40℃保溫板上,每間隔2s,用紅外測溫儀測定織物表面溫度,記錄并繪制升溫曲線;(2)外界環(huán)境溫度降低時,把織物放置于42℃烘箱中加熱保溫2h然后迅速取出,自然冷卻至環(huán)境溫度(20℃,相對濕度60%),此過程中每間隔2s,用紅外測溫儀測定織物表面溫度,記錄并繪制降溫曲線.
2結果與討論
2.1影響微膠囊體均粒徑的因素
2.1.1乳化劑SMH用量
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由圖1可看出,當SMH用量由2.5g,L增大到2g/L后,體均粒徑先減小后增大,5g/L時體均粒徑達到最小值.原因是SMH用量<5g/L時,增加SMH的用量時,其分散乳化的效果會逐漸增強,體均粒徑就會顯著下降;用量>5g/L,多余的SMH被包覆于微膠囊中,故粒徑有所變大.因此,選擇乳化劑SMH用量5g/L.
2.1.2m(芯材),m(壁材)
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