相变微胶囊的制备及其在沥青中的应用

发布时间：2020-06-19 23:33

【摘要】：相变材料储能控温的特性能够降低沥青路面高温时的温度峰值,进而增强沥青路面的抵抗高温车辙能力。但是相变材料直接掺入沥青中应用往往存在着相变材料容易泄露和沥青性能下降等问题,为了避免这类问题的出现,本文主要研究相变材料的微胶囊化,通过在相变材料表面包覆一层壳体来实现相变材料工作环境与实际应用环境的分离,提高相变材料在沥青中的使用效率。本文以十六烷酸作为芯材,密胺树脂作为壁材,采用原位聚合法来制备微胶囊。采用单因素分析法对微胶囊制备过程中芯壁质量比、乳化剂浓度、合成搅拌速率和合成温度对微胶囊相变焓值和平均粒径大小的影响规律进行了探究。根据单因素条件下的影响规律设计了正交试验,试验结果确定了十六烷酸-密胺树脂微胶囊的最佳制备工艺为:芯壁质量比取1:0.75,乳化剂浓度为10%,合成搅拌速率取500r/min,合成温度设定为65℃;各因素对微胶囊的相变焓的重要性顺序为:芯壁比合成温度乳化剂浓度合成搅拌速率。采用SEM、DSC、TG、FTIR和激光粒度仪这些分析手段对最佳制备工艺条件下成型的微胶囊的微观形貌、相变行为、耐热性能及结构成分进行检测分析。检测结果表明:密胺树脂对十六烷酸的包覆完全,制备的微胶囊耐热性好,相变行为稳定,储能效率达到59.51%且微胶囊表面光滑,颗粒饱满。以十六烷酸和相变微胶囊作为改性剂,分别制备了不同掺量的两类相变改性沥青。对不同掺量下的两类改性沥青的三大指标进行测试,并应用动态剪切流变仪(DSR)对两类改性沥青的高温流变性能进行分析,结果表明以十六烷酸直掺的方式对沥青改性时,沥青在高温时抵抗变形的能力有所下降,相变材料的掺加对沥青的高温抗车辙能力反而有不利的影响;以相变微胶囊的形式对沥青进行改性时,微胶囊改性沥青抵抗永久变形的能力有所提高,相变微胶囊的掺加能够提高沥青材料的高温抗车辙能力。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414
【图文】：

微观形貌,微胶囊,微观形貌,放大倍数

0.4μm~4μm 之间。(a) ×10000倍 (b) ×50000倍图3-9 不同放大倍数下微胶囊的微观形貌图采用激光粒度仪对制得微胶囊的粒度分布进行检测，测试结果如图 3-10 所示。结果表明制备的微胶囊体积加权平均粒径为 40.187μm，50%频率处粒径为24.446μm，粒径主要分布在 10μm~40μm 之间，另外也有少部分粒径超过 100μm的大颗粒存在。对比微胶囊的微观形貌图发现，根据激光粒度仪测定的微胶囊粒径要比在 SEM 电镜图中观测到的微胶囊粒径偏大，这是由于湿法测定在测试前需要将微胶囊粉末置于分散剂中进行分散，分散剂选择的是去离子水，而

【参考文献】