高分子多孔囊负载与包封有机相变材料的研究

发布时间：2017-10-01 21:24

  本文关键词：高分子多孔囊负载与包封有机相变材料的研究

  更多相关文章： 中空胶囊 聚氯乙烯 相变材料 聚多巴胺

【摘要】：本文主要研究了不同壁材的高分子胶囊的制备、聚氯乙烯／石蜡胶囊的封装以及相变胶囊热导率的提高。通过高分子溶液相分离和硼氢化钠水解产生气体的作用下,制备出了聚氯乙烯、聚偏氟乙烯以及聚砜中空胶囊,并且通过物理吸附石蜡至囊内得到聚氯乙烯-石蜡相变复合材料,通过哌嗪和均苯三甲酰氯的界面聚合、正硅酸乙酯的缩聚反应和多巴胺的自聚合,分别在胶囊表面聚合成聚酰胺(PA)层、二氧化硅层和聚多巴胺(PDA)层,通过多层封装以防止石蜡在相变过程中的泄露。根据封装的层数和顺序不同制得四种胶囊分别是,PA层胶囊、PA/PDA/SiO2层胶囊、Si02层胶囊和SiO2/PDA/SiO2层胶囊。利用场发射扫描电镜对胶囊的形貌和结构进行了表征,发现胶囊有一个大的囊腔且壁上多孔,这有利于大量石蜡的吸附；通过对胶囊进行差式扫描量热分析,研究了不同涂覆层的石蜡相变胶囊复合材料的相变焓与相变温的差异,发现涂覆后的胶囊熔融焓和固化焓大约都在120 J/g；利用热重分析发现胶囊在相变温度下各物质不会分解,热性能稳定；对胶囊进行冷热循环测试,发现涂覆三层的胶囊在循环8小时实验后其失重率在5%以内,热循环稳定性较高。将石墨粉以不同的含量添加到高分子溶液中,使胶囊的热导率提高,通过冷热循环测试发现,尽管石墨含量的增加可以在一定程度上改善相变胶囊的热导率,但同时也使得胶囊密封性降低。
【关键词】：中空胶囊 聚氯乙烯 相变材料 聚多巴胺
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 前言8-26
• 1.1 相变材料概述8-10
• 1.1.1 相变材料的分类8-9
• 1.1.2 相变材料的研究进程9-10
• 1.2 热能储存方式10-11
• 1.3 相变材料的热导率和过冷现象11-14
• 1.3.1 相变材料的热导率11-13
• 1.3.2 相变材料的过冷现象13-14
• 1.4 近期有关相变材料的研究工作14
• 1.5 相变材料封装技术14-22
• 1.5.1 简单共混法16-17
• 1.5.2 物理吸附法17-18
• 1.5.3 插层复合法18
• 1.5.4 溶胶-凝胶法18-19
• 1.5.5 胶囊封装法19-22
• 1.6 相变材料的应用22-24
• 1.6.1 工业过程中的余热利用22
• 1.6.2 太阳能蓄热系统22
• 1.6.3 建筑节能领域22-23
• 1.6.4 人体取暖23
• 1.6.5 纺织工业中的应用23-24
• 1.7 相变材料研究展望24
• 1.8 本课题研究的背景和研究内容24-26
• 1.8.1 研究背景24-25
• 1.8.2 论文的主要研究内容25-26
• 第二章 实验部分26-36
• 2.1 实验材料及仪器设备26-27
• 2.1.1 实验材料26-27
• 2.1.2 实验仪器设备27
• 2.2 相变胶囊的制备27-29
• 2.2.1 PVDF中空胶囊的制备27-28
• 2.2.2 PSf中空胶囊的制备28
• 2.2.3 PVC中空胶囊的制备28
• 2.2.4 石蜡的吸附28-29
• 2.3 相变胶囊的包封29
• 2.4 增强相变胶囊的热导率29-30
• 2.5 相变胶囊制备及其包封的原理30-33
• 2.5.1 胶囊成型的分相发泡原理30-31
• 2.5.2 TEOS的水解缩聚反应31
• 2.5.3 多巴胺的氧化自聚合31-33
• 2.6 性能与表征33-36
• 第三章 高分子胶囊包封有机相变材料的研究36-48
• 3.1 胶囊的形貌结构36-37
• 3.2 胶囊的表面元素分析37-39
• 3.3 相变胶囊的相变温度和相变焓39-41
• 3.4 相变胶囊的热分解稳定性41-42
• 3.5 相变胶囊冷热循环测试及其密封性42-44
• 3.6 石蜡的物理吸附动力学曲线44-46
• 3.7 石墨的添加对相变胶囊泄漏率的影响46
• 3.8 小结46-48
• 第四章 结论48-50
• 参考文献50-60
• 硕士期间发表和待发表的论文和专利60-62
• 致谢62

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本文编号：955760