相變微膠囊的合成及其在導熱復合材料中的應(yīng)用.pdf

1、相變材料在發(fā)生固-液相變時的體積變化及液體滲透問題限制了其更為廣泛的應(yīng)用。將相變材料進行微膠囊化,即用一層致密的高分子材料將相變材料包覆制備出一種核殼結(jié)構(gòu)的粉狀固體可以很好的解決這一問題。
　　 本論文首先采用原位聚合法合成了一種以相變石蠟(熔點為48-50℃)為芯材,三聚氰胺-甲醛樹脂為壁材的相變微膠囊。通過光學顯微鏡,掃描電子顯微鏡(SEM),傅立葉變換紅外光譜(FTIR),差示掃描量熱(DSC)對相變微膠囊結(jié)構(gòu)進行了表征。

2、研究了乳化時間、乳化攪拌速率、包殼反應(yīng)攪拌速度、芯材／壁材投料比對相變微膠囊結(jié)構(gòu)和相變性能的影響。在最優(yōu)化合成條件下,可制成相變石蠟含量達71％,相變熱焓達到118.69 J/g的相變微膠囊。
　　 然后,將相變微膠囊和氧化鋁導熱顆粒一起混入液體硅橡膠中,制備出一種導熱/相變彈性體復合材料,SEM和DSC的結(jié)果表明相變微膠囊在復合中未發(fā)生破損。對比研究了氧化鋁和相變微膠囊的填充量對復合材料熱導率的影響。結(jié)果表明:當氧化鋁和相變微

3、膠囊總填充量較低時(總體積分數(shù)為26％),復合材料的熱導率隨著相變微膠囊含量的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢；但當氧化鋁和相變微膠囊總填充量較高時(總體積分數(shù)為42％),復合材料的熱導率隨著相變微膠囊含量的增加而增加。
　　 最后,為了提高相變微膠囊壁材三聚氰胺-甲醛樹脂的導熱性能,將納米氧化鋁顆粒鑲嵌入了相變微膠囊的壁材。分別通過直接加入法(直接將氧化鋁粉末加入到三聚氰胺-甲醛預聚體溶液中)和預分散加入法(先用高速分散機在分散劑和潤濕劑

4、的作用下,對氧化鋁進行攪拌達到預分散)將納米氧化鋁與三聚氰胺-甲醛預聚體溶液混合,從而成功地將納米氧化鋁鑲嵌入相變微膠囊的壁材。通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)預分散加入法較直接加入法,制備出相變微膠囊納米氧化鋁分散較好、自聚集少。FT-IR,能譜分析(EDX)和電子背散射衍射(EBSD)實驗證明預分散加入法可成功將納米氧化鋁鑲嵌到相變微膠囊的壁材中。此外,SEM顯示隨納米氧化鋁添加量的增加,相變微膠囊的表面變粗糙。采用DSC對壁材上鑲嵌不同質(zhì)量分數(shù)