氧化石墨烯增强聚苯乙烯/硬脂酸丁脂微胶囊相变材料的研究
发布时间：2021-08-18 06:05
采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）对氧化石墨烯（GO）进行功能化改性,得到改性氧化石墨烯（MGO）,以MGO和苯乙烯单体的复合体系为囊壁,硬脂酸丁酯为芯材,通过种子微悬浮聚合法制备氧化石墨烯增强聚苯乙烯/硬脂酸丁酯微胶囊相变材料（MGO-MicroPCMs）。利用红外光谱（IR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试仪、粒度分析仪、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TG）和纳米压痕仪等表征了MGO-MicroPCMs的化学组成、微观结构、热性能和力学性能。结果表明,MGO-MicroPCMs为粒径分布均匀的球形结构,随着MGO含量增加,平均粒径减小,分布变窄,密封性逐渐提高,当添加0.6%（质量分数）MGO时微胶囊渗透性降低了32.17%,微胶囊的硬度从5.83 MPa增大到11.79 MPa,同时热稳定性和亲水性也明显改善。
【文章来源】：功能材料. 2016,47(12)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图４不同ＭＧＯ含量的ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的吸光度曲线图
微胶囊的硬度比不添加ＭＧＯ的微胶囊提高了约５０．５％，表明ＭＧＯ可以显著改善微胶囊的硬度，这归因于ＧＯ具有较高的机械强度所致。采用ＤＳＡ１００水接触角测试仪微胶囊进行了接触角测试，结果如图７（ｂ）所示。图５ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＤＳＣ分析图Ｆｉｇ５ＤＳＣｔｈｅｒｍｏｇｒａｍｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ图６ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＴＧ曲线Ｆｉｇ６ＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ表２ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的热分析Ｔａｂｌｅ２ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ样品ＭＧＯ／ｗｔ％Ｔｄ，５％／℃Ｔｄ，７５％／℃残炭率／％１０２４３．５６４１１．１８１６．２２２０．２２３０．４２４２６．８５１８．９０３０．４２４４．１８４４７．７５２３．５４４０．６２４１．１２４８６．９４２６．２３从图７（ｂ）可以发现，当不添加ＭＧＯ时，微胶囊的接触角为９８．９１°；当ＭＧＯ添加量为０．２％，０．４％和０６．％（质量分数）时接触角分别为８８．７７，７６．５和６９．３９°。表明分布于微胶囊的囊壁的ＭＧＯ含有比较丰富的羟基、羧基和环氧等亲水性基团，增强了微胶囊的亲水性，并随着ＭＧＯ含量增加微胶囊的亲水性逐渐增大，可以更好地分散在水性基体材料中，如水性脂肪族涂层，水性环氧树脂涂层等。图７不同含量ＭＧＯ微胶囊的硬度和水接触角Ｆｉｇ７ＨａｒｄｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒＣＡｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣ－ＭｓｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＧＯａｍｏｕｎｔ３结
微胶囊的硬度比不添加ＭＧＯ的微胶囊提高了约５０．５％，表明ＭＧＯ可以显著改善微胶囊的硬度，这归因于ＧＯ具有较高的机械强度所致。采用ＤＳＡ１００水接触角测试仪微胶囊进行了接触角测试，结果如图７（ｂ）所示。图５ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＤＳＣ分析图Ｆｉｇ５ＤＳＣｔｈｅｒｍｏｇｒａｍｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ图６ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＴＧ曲线Ｆｉｇ６ＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ表２ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的热分析Ｔａｂｌｅ２ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ样品ＭＧＯ／ｗｔ％Ｔｄ，５％／℃Ｔｄ，７５％／℃残炭率／％１０２４３．５６４１１．１８１６．２２２０．２２３０．４２４２６．８５１８．９０３０．４２４４．１８４４７．７５２３．５４４０．６２４１．１２４８６．９４２６．２３从图７（ｂ）可以发现，当不添加ＭＧＯ时，微胶囊的接触角为９８．９１°；当ＭＧＯ添加量为０．２％，０．４％和０６．％（质量分数）时接触角分别为８８．７７，７６．５和６９．３９°。表明分布于微胶囊的囊壁的ＭＧＯ含有比较丰富的羟基、羧基和环氧等亲水性基团，增强了微胶囊的亲水性，并随着ＭＧＯ含量增加微胶囊的亲水性逐渐增大，可以更好地分散在水性基体材料中，如水性脂肪族涂层，水性环氧树脂涂层等。图７不同含量ＭＧＯ微胶囊的硬度和水接触角Ｆｉｇ７ＨａｒｄｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒＣＡｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣ－ＭｓｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＧＯａｍｏｕｎｔ３结
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能[J]. 叶国锐,晏义伍,曹海琳. 复合材料学报. 2014(06)
[2]三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料包封率影响因素[J]. 卢荣,王静,李亚敏,徐抗震,郑晓燕. 化学工程. 2011(12)
[3]无机纳米粒子填充相变微胶囊壁的研究[J]. 时雨荃,蔡明建. 高分子材料科学与工程. 2006(06)
本文编号：3349343
【文章来源】：功能材料. 2016,47(12)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图４不同ＭＧＯ含量的ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的吸光度曲线图
微胶囊的硬度比不添加ＭＧＯ的微胶囊提高了约５０．５％，表明ＭＧＯ可以显著改善微胶囊的硬度，这归因于ＧＯ具有较高的机械强度所致。采用ＤＳＡ１００水接触角测试仪微胶囊进行了接触角测试，结果如图７（ｂ）所示。图５ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＤＳＣ分析图Ｆｉｇ５ＤＳＣｔｈｅｒｍｏｇｒａｍｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ图６ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＴＧ曲线Ｆｉｇ６ＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ表２ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的热分析Ｔａｂｌｅ２ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ样品ＭＧＯ／ｗｔ％Ｔｄ，５％／℃Ｔｄ，７５％／℃残炭率／％１０２４３．５６４１１．１８１６．２２２０．２２３０．４２４２６．８５１８．９０３０．４２４４．１８４４７．７５２３．５４４０．６２４１．１２４８６．９４２６．２３从图７（ｂ）可以发现，当不添加ＭＧＯ时，微胶囊的接触角为９８．９１°；当ＭＧＯ添加量为０．２％，０．４％和０６．％（质量分数）时接触角分别为８８．７７，７６．５和６９．３９°。表明分布于微胶囊的囊壁的ＭＧＯ含有比较丰富的羟基、羧基和环氧等亲水性基团，增强了微胶囊的亲水性，并随着ＭＧＯ含量增加微胶囊的亲水性逐渐增大，可以更好地分散在水性基体材料中，如水性脂肪族涂层，水性环氧树脂涂层等。图７不同含量ＭＧＯ微胶囊的硬度和水接触角Ｆｉｇ７ＨａｒｄｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒＣＡｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣ－ＭｓｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＧＯａｍｏｕｎｔ３结
微胶囊的硬度比不添加ＭＧＯ的微胶囊提高了约５０．５％，表明ＭＧＯ可以显著改善微胶囊的硬度，这归因于ＧＯ具有较高的机械强度所致。采用ＤＳＡ１００水接触角测试仪微胶囊进行了接触角测试，结果如图７（ｂ）所示。图５ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＤＳＣ分析图Ｆｉｇ５ＤＳＣｔｈｅｒｍｏｇｒａｍｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ图６ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的ＴＧ曲线Ｆｉｇ６ＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ表２ＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ的热分析Ｔａｂｌｅ２ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣＭｓ样品ＭＧＯ／ｗｔ％Ｔｄ，５％／℃Ｔｄ，７５％／℃残炭率／％１０２４３．５６４１１．１８１６．２２２０．２２３０．４２４２６．８５１８．９０３０．４２４４．１８４４７．７５２３．５４４０．６２４１．１２４８６．９４２６．２３从图７（ｂ）可以发现，当不添加ＭＧＯ时，微胶囊的接触角为９８．９１°；当ＭＧＯ添加量为０．２％，０．４％和０６．％（质量分数）时接触角分别为８８．７７，７６．５和６９．３９°。表明分布于微胶囊的囊壁的ＭＧＯ含有比较丰富的羟基、羧基和环氧等亲水性基团，增强了微胶囊的亲水性，并随着ＭＧＯ含量增加微胶囊的亲水性逐渐增大，可以更好地分散在水性基体材料中，如水性脂肪族涂层，水性环氧树脂涂层等。图７不同含量ＭＧＯ微胶囊的硬度和水接触角Ｆｉｇ７ＨａｒｄｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒＣＡｏｆＭＧＯ－ＭｉｃｒｏＰＣ－ＭｓｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＧＯａｍｏｕｎｔ３结
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能[J]. 叶国锐,晏义伍,曹海琳. 复合材料学报. 2014(06)
[2]三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料包封率影响因素[J]. 卢荣,王静,李亚敏,徐抗震,郑晓燕. 化学工程. 2011(12)
[3]无机纳米粒子填充相变微胶囊壁的研究[J]. 时雨荃,蔡明建. 高分子材料科学与工程. 2006(06)
本文编号：3349343
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