摘要：本课题运用原位聚合法将相变点为58度的石蜡包裹在碳酸钙内，从而制备出用于热敷的58度碳酸钙/石蜡相变微胶囊，并对乳化剂的使用量、乳化所需的时间、搅拌的速度、碳酸钠溶液浓度的大小、芯材与壁材的配比等因素进行探究。结果表明，乳化剂加入量为8%，乳化90min，搅拌速度650转/分钟，碳酸钠浓度10%，芯材与壁材的配比1:1，制备得到用于热敷的58度碳酸钙/石蜡微胶囊，包埋率达到最大值为45.29%。

关键字： 相变材料;相变微胶囊;碳酸钙;石蜡;原位聚合法

Preparation of 58-degree calcium carbonate/paraffin microcapsules for heat application

Abstract: In this project, in-situ polymerization method was used to encapsulate paraffin wax with a 58°C phase change point in calcium carbonate to prepare a 58°C calcium carbonate/paraffin phase change microcapsule for heat application, and the amount of emulsifier used and the emulsifier were used. The time required, the speed of stirring, the concentration of sodium carbonate, and the proportion of the core material to the wall material were investigated. The results showed that the emulsifier was added in an amount of 8%, emulsified for 90 minutes, the stirring speed was 650 rpm, the sodium carbonate concentration was 10%, the proportion of the core material to the wall material was 1:1, and 58 degrees of calcium carbonate for heat application was prepared/ Paraffin microcapsules, the embedding rate reached a maximum of 45.29%.

Keywords: Phase change material;Phase change microcapsules;CaCO₃;Paraffin;In-situ polymerization

目录

1 绪论 1

1.1 相变微胶囊的概述 1

1.1.1 相变材料 1

1.1.2 相变材料的分类 1

1.1.3 相变微胶囊的简介 1

1.2 相变材料微胶囊的制备方法 2

1.2.1 化学法 2

1.2.2 物理法 2

1.2.3 物理化学法 3

1.3 原位聚合法 3

1.3.1 原位聚合法的基本原理 3

1.3.2 原位聚合法的运用 3

1.4 微胶囊制备过程中主要影响因素 3

1.4.1 壁材的选择对微胶囊的影响 3

1.4.2 乳化剂的选择对微胶囊的影响 4

1.4.3 芯壁比对微胶囊的影响 4

1.5 本课题的研究的意义和研究内容 4

2 实验部分 6

2.1 实验材料和仪器设备 6

2.1.1 实验材料 6

2.1.2 仪器设备 6

2.2 实验原理 7

2.3 实验方案 7

2.4 微胶囊制备实验 9

2.4.1 乳化剂用量对微胶囊制备的影响 10

2.4.2 乳化时间对微胶囊制备的影响 10

2.4.3 搅拌速度对微胶囊制备的影响 11

2.4.4 碳酸钠溶液浓度对微胶囊制备的影响 11

2.4.5 芯材与壁材的配比对微胶囊制备的影响 12

2.5 微胶囊的测试与表征 12

3 结果与讨论 13

3.1 微胶囊制备实验 13

3.1.1乳化剂用量对微胶囊制备的影响 13

3.1.2乳化时间对微胶囊制备的影响 14

3.1.3搅拌速度对微胶囊制备的影响 15

3.1.4碳酸钠溶液浓度对微胶囊制备的影响 16

3.1.5芯材与壁材的配比对微胶囊制备的影响 17

3.1.6 小结 18

3.2 透射扫描分析 18

4 结论 20

致 谢 21

参考文献 22

1 绪论

1.1 相变微胶囊的概述

1.1.1 相变材料

物质存在的状态通常有三种形态，即固相、气相和液相。相变，就是三种形态之间的相互切换转变，让物质的形态发生了改变。相变材料，也就是那些功能性材料，能够在这种改变的过程中吸收和放出热量，实现热能存储和释放。

1.1.2 相变材料的分类

目前相变材料主要分为无机类、有机类以及混合类三种类型[1]。

无机类相变材料包含了结晶水合盐类、熔融盐、金属材料等，是一种重要的中低温相变材料，具有固定的熔点，也就是相变温度，有着很高的相变潜热，热导率大且价格便宜，适用范围广，但是缺点则是在反复使用的过程中相变材料容易出现相分离和过冷的现象。有机类相变材料主要有石蜡类、醇类以及脂肪酸类等，在反复使用的过程中不会出现相分离现象，但是存在单位体积储能密度相对无机类的低，导热性能差，密度小等缺陷。混合类相变材料则是将无机类材料跟有机类材料复配着使用，来相互弥补各自的缺点，比如无机相变材料需要加入合适的稳定剂来抑制相变过程中出现的相分离和过冷现象[2]。有机相变材料为了提高导热性能以及热传性能，往往会在其中添加高导热系数的金属粉末、石墨等材料[3]。