单分散聚合物微球稳定Pickering乳液法制备大粒径微胶囊相变材料
2020-09-21李博鑫杨隽阁尹德忠高成乾张秋禹
高等学校化学学报 2020年9期
李博鑫,杨隽阁,尹德忠,高成乾,张秋禹
(西北工业大学特种功能与智能高分子材料工业和信息化部重点实验室,西安710072)
微胶囊相变材料(MePCM)是利用微胶囊技术将相变材料用囊壳包覆形成的微粒. MePCM能有效解决PCM泄漏,防止PCM与周围环境反应,提高PCM使用效率,增大传热表面积,已成为目前最具发展潜力的储热材料. 由于囊芯材料才具有相变储能能力,囊壳材料的比例决定了储热容量等性质. 大粒径微胶囊有利于提高囊芯含量,但其制备相对较困难.
通常,微胶囊相变材料是在乳化剂稳定的乳液中采用原位聚合法[1,2]、悬浮聚合法[3]及界面聚合法[4,5]等制备的. Pickering 乳液由具有适当亲疏水性的纳米粒子稳定[6,7],由于纳米粒子具有很高的附着能而不可逆地固定在油⁃水界面[8,9],展现出优越的稳定性,因此备受关注. 以Pickering乳液为模板制备微胶囊,乳液稳定性高,包覆效率高,且不需要使用表面活性剂. 其制备关键是采用合适的方法将粒子固定在界面上形成囊壳. 与无机粒子相比,聚合物粒子的固定方法简便多样,如表面聚合法[10]、热熔法[11,12]及光交联[13,14]等.
本文在Pickering乳液体系中,结合溶胀和聚合法构筑微胶囊囊壳. 首先采用两步加料的分散聚合法制备出具有一定交联度的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球,通过酸催化水解调整其表面亲水性,以稳定水包油(O/W)型Pickering 乳液,利用液滴内单体苯乙烯(St)聚合过程的相分离机制,形成PSt 和PGMA 复合为整体囊壳的微胶囊相变材料,粒径达到……
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