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微胶囊相变材料的储能特性分析

倪卓 , 石开勇 , 黄志斌 , 赖力 , 杨心怡 , 曾李蓉 , 邢锋

高分子材料科学与工程

以硬脂酸丁酯为囊芯,密胺树脂(MF)和聚酯树脂(PET)为囊壁,合成了两种具有相变储热功能的胶囊.采用扫描电子显微镜(SEM)观察胶囊的形貌,差示扫描量热仪(DSC)研究胶囊的储热性能,发现MF/硬脂酸丁酯微胶囊表面粗糙,储能效果明显,稳定性好.利用MF/硬脂酸丁酯微胶囊制备了具有相变储能功能的建筑材料,微胶囊在水泥和涂料等基体中分布均匀,界面良好,该储能建筑材料具有相变储热能力,其储热性能与微胶囊掺量成正比.

关键词: 微胶囊 , 相变材料 , 三聚氰胺-甲醛树脂 , 硬脂酸丁酯 , 储能建筑材料

相变材料纳米胶囊的制备与性能

樊耀峰 , 张兴祥 , 王学晨 , 牛建津 , 蔡利海

高分子材料科学与工程

以正十八烷和环己烷为囊芯,三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁材料,原位聚合法合成了平均粒径为0.77 μm的相变材料纳米胶囊,并在120 ℃~180 ℃对其进行热处理30 min.通过SEM、DSC、DTA和TG等手段对纳米胶囊的性能进行分析发现,pH值对纳米胶囊乳液的稳定性影响很大,并影响到纳米胶囊的外观;环己烷的加入对未经热处理的纳米胶囊的表面形貌没有影响,但对结晶成核有很大影响;热处理温度影响纳米胶囊的热稳定性, 在120 ℃~160 ℃处理温度范围内,热稳定性随热处理温度升高而升高,热处理温度超过160 ℃后,继续提高热处理温度,热稳定性降低,其中160 ℃热处理获得的纳米胶囊的耐热温度在200 ℃以上.

关键词: 相变材料纳米胶囊 , 制备 , 性能 , 正十八烷 , 三聚氰胺-甲醛树脂

壁材掺杂碳纳米管的相变微胶囊的制备及热性能研究?

李军 , 黄际伟 , 李庆彪

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.增刊(Ⅱ).024

通过原位聚合法合成了以石蜡为芯材,密胺树脂为壁材,壁材掺杂碳纳米管(CNTs)的相变材料微胶囊.采用差示扫描量热仪(DSC )、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等分别对微胶囊的储热性能、热稳定性能、表面形貌和分子结构进行了表征.通过分散性实验证明了改性后的碳纳米管分散性明显提高,讨论了不同CNTs加入量对微胶囊表面形貌和热性能的影响.结果表明,加入CNTs 后,微胶囊的表面变得相对光滑;随着CNTs 添加量的增加,微胶囊的包裹率从60.60%增大到了72.35%,微胶囊的导热系数从0.255 W/(m?K)增大到0.356 W/(m?K),同时微胶囊的稳定性也明显提高.

关键词: 石蜡 , 三聚氰胺-甲醛树脂 , 碳纳米管 , 相变微胶囊

三聚氰胺-甲醛相变微胶囊制备及性能

黄全国 , 张凯 , 杨文彬 , 王小静 , 范敬辉

高分子材料科学与工程

以三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为壁材,石蜡为芯材,通过原位聚合法制备了芯壁比分别为2∶1、3∶1、4∶1的相变微胶囊,并对微胶囊进行了傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)及热循环测试.结果表明,在制备过程中,微胶囊的壁材不与芯材发生反应,制备的微胶囊为比较完整的球形.当相变微胶囊芯壁比为4∶1时,潜热值高达到162.7 J/g,与计算值非常接近,经过100次热循环后潜热值损失3.63%;当芯壁比较小时,微胶囊的耐热性及包裹较好.

关键词: 三聚氰胺-甲醛树脂 , 石蜡 , 相变微胶囊 , 制备 , 性能

正十二醇相变储热微胶囊的制备与表征

余飞 , 陈中华 , 曾幸荣

高分子材料科学与工程

以相变物质正十二醇为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法合成了具有高储热密度的相变储热微胶囊,使用DSC、SEM和激光散射粒度分析仪等手段对其进行了表征.结果表明,乳化剂种类、乳化搅拌速度、正十二醇投料质量分数对微胶囊相变潜热及相变材料包封效率有重要影响.当采用SMA和OP-10复配(质量比4:1)为乳化剂,乳化搅拌速度为4500 r/min,正十二醇投料质量分数为69%时,可制备出相变温度为24℃.相变潜热为167 J/g,平均粒径为30/μm左右的表面光滑的球状微胶囊,正十二醇包封效率高达97.5%.

关键词: 微胶囊 , 正十二醇 , 相变材料 , 储热 , 三聚氰胺-甲醛树脂

聚磷酸铵微胶囊化的工艺研究

耿妍 , 陶杰 , 崔益华 , 曾志海

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.03.011

为了改善聚磷酸铵与高聚物的相容性和提高它的热稳定性,采用原位聚合法成功地在其表面包覆了三聚氰胺-甲醛树脂.试验表明,三聚氰胺与甲醛摩尔比为1:3,PH值控制在8.5,水浴温度为80℃,经机械搅拌可制得预聚体溶液;包覆时囊材用量为聚磷酸铵质量的30%、PH值控制在5.5、水浴温度为80℃、机械搅拌即可制得包覆完全的微胶囊化的聚磷酸铵.

关键词: 阻燃 , 聚磷酸铵 , 微胶囊化 , 三聚氰胺-甲醛树脂

一种新型ZHS-MF复合阻燃剂的制备及其在软质PVC中的应用

李志伟 , 黄永山 , 李小红 , 张治军

复合材料学报

采用化学沉淀法合成了纳米羟基锡酸锌(ZHS),然后以纳米ZHS为无机核,以三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为有机壳层,构筑了一种新型的ZHS-MF复合阻燃剂,并将其用作软质聚氯乙烯(PVC)的阻燃添加剂进行了阻燃性能研究.XRD、TEM、FTIR、TG测试结果表明,所制备的产物为MF包覆ZHS的复合结构,ZHS质量分数约为35%.极限氧指数(LOI)测试结果表明,随着阻燃剂ZHS-MF添加量的增加,PVC的LOI逐渐上升,由纯PVC的23.8%上升到29.6%,表明ZHS-MF对PVC具有很好的阻燃效果.在相同LOI条件下ZHS-MF中ZHS实际含量比实际需要的ZHS明显减少,说明MF的包覆层与ZHS起到了协同阻燃作用.烟密度等级(SDR)测试结果表明,在ZHS-MF添加量为15%时,经MF包覆的ZHS对PVC的抑烟性能优于未包覆的ZHS,说明MF的包覆层与ZHS起到了协同抑烟作用.

关键词: 纳米羟基锡酸锌 , 三聚氰胺-甲醛树脂 , 复合 , 阻燃剂 , 聚氯乙烯

甲胺基阿维菌素苯甲酸盐微胶囊的制备与表征

李伟 , 路福绥 , 郭雯婷 , 李慧

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2010.00160

以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备了甲胺基阿维菌素苯甲酸盐微胶囊,研究了三聚氰胺与甲醛的质量比、芯壁比、乳化剂、搅拌速度与时间、pH值、温度等因素对微胶囊形成的影响,对制备的微胶囊进行了表征,测定了甲维盐微胶囊化前后的光解率. 结果表明,三聚氰胺与甲醛质量比为1: 2、芯材与壁材质量比为3: 2、以质量分数1%羟乙基纤维素(HEC)为乳化剂、在1000 r/min搅拌速度下、pH=5.0和50 ℃保温2 h可制备出形貌较好、平均粒径4.4 μm的甲维盐微胶囊. 红外光谱分析证明,甲维盐已完全被包覆在微胶囊中. 紫外分光光度法测定其缓释性能良好. 光解实验表明,微胶囊化可有效降低甲维盐原药的光解.

关键词: 甲胺基阿维菌素苯甲酸盐 , 微胶囊 , 原位聚合法 , 制备 , 三聚氰胺-甲醛树脂

以CaCl2为模板合成的高活性和高稳定性铁、氮、硫共掺杂多子孔碳氧还原电催化剂

陈驰 , 周志有 , 王宇成 , 张雪 , 杨晓冬 , 张新胜 , 孙世刚

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62807-9

燃料电池是一种可将化学能通过电催化反应直接转化成电能的装置,具有能量密度高和清洁无污染等优点.燃料电池阴极氧还原反应(ORR)的动力学较迟缓,是电池能量效率损失的主要原因.目前ORR催化活性最高的是铂基催化剂,但由于贵金属铂价格昂贵,储量稀少,且对燃料小分子渗透的抗性较差,严重制约了燃料电池的大规模应用.因此,高性能、低成本的非贵金属催化剂成为燃料电池领域的研究热点.本文选用含氮量高达45%的三聚氰胺-甲醛树脂为碳源和氮源,Fe(SCN)3为铁源和硫源,以CaCl2为模板,在高温和铁的催化作用下将树脂碳化,经酸洗和二次热处理工艺,制备出铁、氮、硫共掺杂的多孔碳(FeNS-PC).干燥后的CaCl2颗粒可防止树脂在高温下交联形成块状碳颗粒,同时起到造孔模板的作用.CaCl2颗粒在温和条件下即可除去,无需强腐蚀性条件,因此不会对催化活性中心造成破坏.在Fe/N/C催化剂中掺杂S可进一步提高催化活性,不添加碳载体可避免低活性的碳载体降低质量活性,多孔结构可促进传质,充分利用活性位点.我们优化了热处理温度,并对催化剂的结构、组分及催化性能等进行了表征分析.结果表明,热处理温度为900℃时,可将树脂完全转化成多孔碳,并获得较高的杂原子掺杂量,可达到最优活性.CaCl2为模板剂可避免使用强腐蚀性试剂去除模板,有利于保留活性位,并得到多孔结构.FeNS-PC-900的比表面积可达775 m2/g.得益于原位掺杂的合成工艺,各掺杂元素在多孔碳表面均匀分布.在酸性介质中,FeNS-PC-900的半波电位可达到0.811V,仅比商业Pt/C催化剂低78 mV;在0.8V电位下的质量活性为10.2 A/g,表现出优异的催化活性.经过10000圈加速衰减测试后,其半波电位仅下降了20 mV,在0.75V电位下持续放电10000s后,其ORR电流仍保持初始电流的84.4%,具有比Pt/C更加优异的稳定性.以FeNS-PC-900为阴极催化剂的质子交换膜燃料电池的最大功率密度可达到0.49 W/cm2,并在0.6V电压下持续放电10h后,其电流仍可保持初始电流的65%,表现出良好的应用潜力.FeNS-PC-900具有高掺杂含量、高比表面积和多孔结构,并且杂原子在催化剂表面均匀分散,在半电池和燃料电池测试中都表现出优异的催化活性和稳定性,表明其是一种非常有潜力应用于燃料电池的非贵金属氧还原催化剂.

关键词: 非贵金属催化剂 , 氧还原反应 , 质子交换膜燃料电池 , 铁、氮、硫共掺杂多孔碳 , 三聚氰胺-甲醛树脂

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