复合芯材相变材料微胶囊的制备与应用

发布时间：2017-08-04 20:14

  本文关键词：复合芯材相变材料微胶囊的制备与应用

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【摘要】：目前,相变材料微胶囊的壁材多是以密胺树脂、脲醛树脂为主,这些壁材由于本身的结构问题会在使用的过程中释放出甲醛等有害气体;芯材都是单一的相变材料,其相变温度范围较窄。这些缺点限制了相变材料的应用领域。本文选用无甲醛等有害气体释放的苯乙烯和甲基丙烯酸的聚合物为壁材,分别以正十六烷和硬脂酸丁酯、正十六烷和正十八烷为相变材料,制备了复合芯材相变材料微胶囊。本论文以苯乙烯与甲基丙烯酸单体为壁材原料,正十六烷、正十八烷和硬脂酸丁酯为芯材,采用微乳液聚合法制备相变材料微胶囊,借助扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(DTA-TG)、激光粒度仪等测试仪器,研究了乳化剂、引发剂、共聚单体、单体与芯材配比等因素对制备的相变材料微胶囊的结构和性能的影响,对相变材料微胶囊的表面形貌、粒径大小及分布、热性能进行了表征和分析。将制备的微胶囊试用于棉织物的浸压整理,并对整理后的棉织物进行相变调温功能进行了评价。实验结果表明:(1)采用苯乙烯-甲基丙烯酸的聚合物P(St-co-MAA)作为壁材,正十六烷与硬脂酸丁酯为芯材可以成功制备出相变材料微胶囊。优选的工艺条件为:以质量分数为1.7%的过硫酸钾作为引发剂,2.2%的吐温20作为乳化剂,芯材正十六烷:硬脂酸丁酯=3:2,壁材单体苯乙烯:甲基丙烯酸=10:3,芯材:壁材=0.7:1,转速为350r/min,乳化时间为40min时,乳液聚合法制备的双芯材相变材料微胶囊质量最优。其表面形态稳定、光滑、饱满,粒径均一,平均粒径为7.172μm,相变温度为20.43℃、17.23℃,相变潜热为55.09J/g、-54.06J/g,产率为97.24%,包覆率为86.05%。(2)采用苯乙烯-甲基丙烯酸的聚合物P(St-co-MAA)作为壁材,正十六烷和正十八烷为芯材可以成功制备出相变材料微胶囊。优选的工艺条件为:使用质量分数为2.4%的吐温20作为乳化剂,质量分数为1.9%的过硫酸钾为引发剂,芯材正十六烷与正十八烷的配比为1:4,制得的相变材料微胶囊理想。粒径大小平均为9.231μm,熔点为26.63℃,凝固点为23.88℃,Hm为67.60J/g,Hc为-67.95J/g,包埋率约为82.97%。(3)将自制的相变材料微胶囊应用浸轧法对棉织物进行整理,当胶合剂用量为50%、轧余率为90%时,织物的透气性较好,熔融温度为23.31℃,相变热焓值为16.92J/g,热焓值相对理想。
【关键词】：微乳液聚合 相变材料微胶囊 苯乙烯 复合相变材料 浸轧法
【学位授予单位】：北京服装学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 第1章 绪论11-29
• 1.1 相变材料11-13
• 1.1.1 相变材料的概念11
• 1.1.2 相变材料的原理11
• 1.1.3 相变材料应具备的条件11-12
• 1.1.4 相变材料的分类12-13
• 1.1.5 相变材料的应用领域13
• 1.1.6 相变材料的性能领域13
• 1.2 微胶囊技术13-15
• 1.2.1 微胶囊技术在纺织品中的应用14-15
• 1.3 相变微胶囊15-17
• 1.3.1 相变微胶囊的概念15-16
• 1.3.2 相变微胶囊的原理16
• 1.3.3 相变微胶囊的特性16
• 1.3.4 相变微胶囊芯材和壁材的选择16-17
• 1.3.5 相变材料微胶囊技术的发展趋势17
• 1.4 相变材料微胶囊的制备方法17-20
• 1.4.1 界面聚合法17-18
• 1.4.2 原位聚合法18-19
• 1.4.3 喷雾干燥法19
• 1.4.4 复凝聚法19
• 1.4.5 悬浮聚合法19-20
• 1.5 相变材料微胶囊的国内外研究现状20-22
• 1.5.1 国内研究现状20-21
• 1.5.2 国外研究现状21-22
• 1.6 相变材料微胶囊的表征评价方法22
• 1.6.1 微胶囊表征方法22
• 1.6.2 微胶囊的评价指标22
• 1.7 相变微胶囊的应用22-25
• 1.7.1 建筑方面22-23
• 1.7.2 纺织方面23
• 1.7.3 伪装技术方面23-24
• 1.7.4 太阳能方面24
• 1.7.5 潜热型功能流体24
• 1.7.6 传热流体方面24-25
• 1.7.7 电子元件方面25
• 1.7.8 其它方面25
• 1.8 蓄热调温纺织品的加工方法25-27
• 1.8.1 浸轧法25
• 1.8.2 微胶囊涂层法25-26
• 1.8.3 纺丝法26-27
• 1.9 蓄热调温纺织品性能评价27-28
• 1.9.1 蓄热调温纺织品性能评价方法27
• 1.9.2 蓄热调温纺织品性能评价指标27-28
• 1.10 本课题的选题意义28
• 1.11 相变材料微胶囊的发展前景28-29
• 第2章 十六烷与硬脂酸丁酯微胶囊的制备与表征29-50
• 2.1 实验药品及仪器29-30
• 2.1.1 实验药品29
• 2.1.2 实验仪器29-30
• 2.2 微胶囊制备的方法30-31
• 2.2.1 实验内容30
• 2.2.2 实验流程图30-31
• 2.2.3 实验步骤31
• 2.3 微胶囊的测试方法31-33
• 2.3.1 微胶囊的表面形貌表征31
• 2.3.2 微胶囊的粒径表征31
• 2.3.3 微胶囊的热性能表征31-32
• 2.3.4 微胶囊的热稳定性表征32
• 2.3.5 微胶囊的红外表征32
• 2.3.6 微胶囊的产率表征32
• 2.3.7 微胶囊的包覆率表征32-33
• 2.4 实验结果与分析33-48
• 2.4.1 相变微胶囊制备工艺的确定33-44
• 2.4.2 复合芯材相变微胶囊的结构与表征44-48
• 2.5 本章小结48-50
• 第3章 石蜡类相变材料微胶囊的的制备与表征50-61
• 3.1 实验部分50-51
• 3.1.1 实验药品50
• 3.1.2 实验仪器50-51
• 3.2 微胶囊的制备方法51
• 3.3 微胶囊的测试方法51
• 3.4 实验结果与分析51-60
• 3.4.1 相变微胶囊工艺的确定51-55
• 3.4.2 石蜡类相变材料微胶囊的结构与表征55-60
• 3.5 本章小结60-61
• 第4章 相变微胶囊在织物整理中的应用研究61-68
• 4.1 实验原料及仪器61-62
• 4.1.1 实验原料61
• 4.1.2 实验仪器61-62
• 4.2. 浸轧法62
• 4.3 测试与表征62-63
• 4.3.1 整理后织物的形貌测试62
• 4.3.2 整理后织物的透气性测试62
• 4.3.3 整理后织物的热效应测试62
• 4.3.4 整理后织物的耐洗牢度测试62-63
• 4.3.5 整理后织物的强力测试63
• 4.4 测试结果与分析63-67
• 4.4.1 浸轧法整理织物工艺的确定63-65
• 4.4.2 浸轧法处理棉织物的性能表征65-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 结论68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文75-76
• 致谢76

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本文编号：621481