４２卷第１期
应用化Ｔ
Ｖｏｌ・４２Ｎｏ・１
－＿＿＿＿＿・Ｉ。・二－＿・＿ｉ＿・・＿・・＿・－＿－－－＿＿＿＿－－‘＿＿－Ｉ－●‘ｊ口；‘＿＿＿＿＿＿‘—‘。。。。。。‘’。。。。。。。。。。。。。‘。—‘‘。。。。。。。‘。。。。。。。。。。’—————一
２０１３生１．旦
一一一一一一．
垒￡巳坚盟ｇ！！迎！生！里垫壁翌——————————业坠！！！！；Ｌ
微胶囊相变材料研究进展
师欢，王毅，冯辉霞，郑翰
（兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州７３００５０）
摘娄：综述了近年来国内外微胶囊相变材料的制备方法、研究进展以及其在建筑、纺织物和功能热流体领域中的
应用进展，指出包覆率、储热能力和壁材导热系数低是微胶囊相变材料发展瓶颈，认为提高微胶囊相变材料的储热
和传热能力、加强微胶囊相变材料长周期使用性能的研究是今后重点解决的问题。
关键词：相变材料；微胶囊；制备方法；应用进展
中图分类号：ＴＱ３４；ＴＱ３２；ＴＢ３４文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－３２０６（２０１３）０１—０１２２—０６
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＳＨＩＨｕａｎ，ＷＡＮＧＹｉ，ＦＥＮＧＨｕｉ—ｘｉａ，ＺＨＥＮＧＨａｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ
ｒｅｃｅｎｔ
ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｉｃｍｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ
ｗｅｒｅ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｅｘｔｉｌｅｆａｂｒｉｃｓａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｓｓｕｃｈ
ａｓ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，
ｗｅｒｅ
ｌｏｗｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｒａｔｉｏｓａｎｄｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｏｎ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ
ｔｈｅ
ｕｓｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｈｅａｔｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｌｏｎｇｔｉｍｅｏｆｓｅｒｖｉｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｆｕｔｕｒｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｒｏｇｒｅｓｓ
相变材料（ＰＣＭｓ）是利用相态变化时的潜热来实现热量的储存、转化和利用的物质，广泛应用于太阳能热利用、电力调峰、废热余热利用、建筑节能与空调节能及航空航天等领域。根据相变方式的不同，ＰＣＭｓ可分为固．固相变材料、固．液相变材料、固－气相变材料、液－气相变材料，其中固－气相变材料、液一气相变材料虽具有很高的相变潜热，但因在相变过程中产生气体，限制了其实际应用。固。液相变材料较固一固相变材料的相变潜热大，是最具有实用价值的相变储能材料，但该材料也存在体系相变
时体积发生变化、液态易泄漏、固态导热性能低等缺
（ＭＣＰＣＭｓ）…。其中，包覆膜称为囊壁或壁材，被包覆的固体或液体称为囊芯或芯材。壁材的包覆能有效解决ＰＣＭｓ的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，同时增大了传热面积，防止了相变物质与周围环境的反应，控制了相变时体积变化，提高了相变材料的使
用效率【２Ｊ，既可改善相变材料的应用性能、扩展其
应用领域，也可为固．液相变材料与高分子结构材料
的复合提供可靠的途径。因此，ＭＣＰＣＭｓ已成为目
前最具发展潜力的一类复合相变储热材料。
本文在课题组工作的基础上，就近年来微胶囊相变材料的制备方法、应用情况进行了回顾，探讨了研究存在的问题及ＭＣＰＣＭｓ的发展方向。
陷。
相变材料的胶囊化是解决单一相变材料缺陷的
１微胶囊相变材料的制备
微胶囊的制备方法可分为化学法、物理法及物
主要途径。利用成膜材料把固体或液体ＰＣＭｓ包覆而形成微粒复合相变材料称为微胶囊相变材料
收稿日期：２０１２．１０－２４
修改稿日期：２０１２．１
１．１９
理化学法三大类，其中应用较多的是原位聚合法、界
基金项目：国家自然科学基金（５１０６３００３）；甘肃省自然科学基金（１０１４ＲＪＺＡ０３２）
作者简介：师欢（１９８８一），女，河北邯郸人，兰州理工大学在读硕士研究生，师从王毅副教授，主要从事相变储热材料方面
研究。电话：１５１９３１６１８５１，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｉｈｕａｎｌ５ｌ＠１６３．ｅｏｍ
通讯联系人：王毅（１９７７一），男，甘肃宁县人，兰州理工大学副教授，主要从事功能材料化学方面研究。电话：
１３９１９８０９０７６，Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｉ＠ｌｕｔ．ｃａ
万方数据
第１期
师欢等：微胶囊相变材料研究进展
面聚合法、乳液聚合法和类悬浮聚合法等。
１．１原位聚合法
原位聚合法是将形成壁材的单体及引发剂全部分散于ＰＣＭｓ乳化液滴的内部或外部，在液滴表面
发生聚合反应，单体在连续相中可溶，生成的聚合物不可溶，覆盖在液滴表面包覆形成微胶囊。原位聚
合法在制备ＭＣＰＣＭｓ时应用较多，其关键是形成的
聚合物如何沉淀和包覆在芯材的表面。
Ｌｉ等一１运用原位聚合法合成了以正十八烷为芯材，三聚氰胺一甲醛树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。先将正十八烷在乳化剂ＴＡ（苯乙烯－顺丁烯酸酐共聚物钠盐水溶液）中乳化，在７０℃下，以８
０００
ｒ／ｍｉｎ的
速度搅拌，并添加乙酸调节ｐＨ至４．５得到稳定的乳化液。然后在其中加入三聚氰胺一甲醛预聚体系
并以６００ｒ／ｍｉｎ速度搅拌，聚合９０ｍｉｎ后，通过添加
三羟乙基胺调节至ｐＨ＝９，结束反应，最终得到平均粒径为２．２斗ｍ、相变焓为１４４Ｊ／ｇ的微胶囊，其中正十八烷的包覆率为５９％。Ｆａｎ等１４１还研究了十八
彬三聚氰胺树脂ＭＣＰＣＭｓ制备过程中过冷现象的
预防。实验发现，ＮａＣＩ、十八醇和石蜡均能防止过冷现象的发生，但加人ＮａＣｌ后形成的微胶囊不易分散
且表面粗糙；加人十八醇后形成的微胶囊易团聚、表面也很粗糙；加入石蜡后形成的微胶囊，表面光滑、
分散性好。
熊伟等¨１采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材，脲醛树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。研究发现，采用Ｓｐａｎ－８０和Ｔｗｅｅｎ．８０复配乳化剂，其用量为石蜡的
８％，当芯壁质量比为１．２：ｌ时，以１
５００
ｒ／ｍｉｎ的转
速乳化１５ｍｉｎ后，降低转速为４００ｒ／ｍｉｎ，加酸固化，制得平均粒径为３０９仙ｍ，相变潜热为７４．２８Ｊ／ｇ，包
覆率为５１．２５％的微胶囊，可用于制备相变储能复
合材料。
包艳华等Ｍ１采用原位聚合法成功制备了以十二酸为芯材，蜜胺树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。当芯壁质量比为ｌ：ｌ时，制得粒径范围１５０～４００恤ｍ，熔点
和熔融焓分别为４３．７℃和８４．９６Ｊ／ｇ，包覆率为４６．２％的微胶囊，其具有平滑表面，壁厚均匀、壳内为多孔网状结构，芯材填充于孔隙内部被包封。１．２界面聚合法
界面聚合法是两种含有双（多）官能团的不同
活性单体，分别溶解在不相混溶的分散相和连续相
中，把芯材溶于分散相溶剂中，两种聚合反应单体分别从两相内部向乳化液滴的界面移动，并迅速在两相界面上进行缩聚反应，将芯材包裹，形成微胶囊。
该方法制备的微胶囊致密Ｊ陛好，反应速度陕，条件温
和，对反应单体的纯度和配比要求不高，聚合物的分
万方数据
子量较高。影响产品性能的主要因素有搅拌速度、黏度及乳化剂、稳定剂的种类与用量等。
Ｃｈｅｎ等¨１通过界面聚合法制备了以硬脂酸丁酯为芯材，聚脲为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。首先将硬脂酸
丁酯和甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ，油溶性单体）溶于环已烷有机溶剂中，然后加入到混有ＯＰ一１０乳化剂的水溶液，在５００ｒ／ｍｉｎ速度下搅拌形成水包油（Ｏ／ｗ）型乳化液，搅拌数分钟后加入水溶性单体乙二胺（ＥＤＡ），６５ｏＣ下，在油水界面发生界面缩聚反应，
２～３
ｈ后结束反应，得到平均粒径为２０～３５ｐｔｍ的ＭＣＰＣＭｓ，其相变温度为２９℃，相变焓为８０Ｊ／ｇ。Ｚｈａｎｇ等¨ｏ以正十八烷为芯材，ＴＤＩ、二乙烯三胺、聚醚胺分别为油溶性单体，ＥＤＡ为水溶性单体，苯乙烯一顺丁烯二酸酐共聚物（ＳＭＡ）为乳化剂，ＮａＣＩ为成核剂，采用界面聚合反应制备了一系列正十八烷／聚脲ＭＣＰＣＭｓ。其中，以聚醚胺为胺单体制备的微胶囊较其他两者具有更好的表面光滑度，粒径分布范围小，相变特性好，封装效率和反渗透能力高，
但热稳定性相对较差。最佳壁芯质量比为７０／３０。
尚建丽等一１以石蜡为芯材，聚脲和聚氨酯为壁材，采用多次界面聚合法分别制备了单层和双层壁
材微胶囊相变材料，在相同条件下制备的双层壁材
微胶囊与单层壁材微胶囊相比反应较充分，产率较高；相变温度分别为１９．０２℃和２０．２６℃，相变潜热分别为７９．９Ｊ／ｇ和１０３．８Ｊ／ｇ，虽双层壁材微胶囊相变潜热较小，但在温度稳定性和密封性方面均优于单层壁材微胶囊，适用于建筑用相变材料。
１．３乳液聚合
乳液聚合法是单体在水中分散成乳状液，水介
质中生成的自由基进入胶束或乳胶粒中引发其中单
体进行聚合，将芯材包覆。乳液聚合具有散热好、不
使用挥发性溶剂、粘度低等优点¨０｜。
Ｃｅｍｉｌ
Ａｌｋａｎ和ＡｈｍｅｔＳａｉｌ等０１０－１３１通过乳液聚
合法制备了二十烷、十七烷、二十二烷和正二十八烷等一系列以饱和烷烃为芯材，聚甲基丙烯酸甲酯
（ＰＭＭＡ）为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。先将饱和烷烃、表面活性剂ＴｒｉｔｏｎＸ－１００溶于去离子水中，在Ｎ２保护下，将温度加热到饱和烷烃融化温度之上，再加入单
体甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）、交联剂烯丙基甲基丙烯
酸酯、ＦｅＳ０４・７Ｈ２０溶液，在２
０００
ｒ／ｒａｉｎ速度下搅
拌３０ｍｉｎ，然后加人水溶性引发剂叔丁基氢过氧化物和Ｎａ：Ｓ：Ｏ，固体，并加热到９０℃反应１ｈ。其中
交联剂的作用是防止生成二次粒子，以形成均一粒
径和形状的粒子；聚合过程中加入二次引发剂可制得均一粒径和形状的高产率的微胶囊。实验制得了
ｉＥ－－十烷／ＰＭＭＡ¨引，其平均粒径０．７¨ｍ，包覆率为
１２４
—————————————————————————————————————————————————————————一
应用化工
第４２卷
３５％，熔化固化温度和潜热分别为３５．２，３４．９℃和
８４．２，８７．５
Ｊ／ｇ；十七彬ＰＭＭＡ…１，其粒径为
０．２６¨ｍ，包覆率为３８％，熔化固化温度和潜热分别
为１８．２，１８．４℃和８１．５，８４．２Ｊ／ｇ；二十二烷／ＰＭ・
ＭＡｎ２Ｉ，其平均粒径为０．１６
Ｉｘｍ，包覆率为２８％，熔
化固化温度和潜热分别为４１．０，４０．６ｑＣ和５４．６，
一４８．７
Ｊ／ｇ；正二十八烷／ＰＭＭＡ¨３｜，其平均粒径为
０．１６汕ｍ，包覆率为２８％，熔化固化温度和潜热分别
为５０．６，５３．２℃和８６．４，一８８．５Ｊ／ｇ。
Ｓｕｄｅ
Ｍａ等¨４１通过紫外引发乳液聚合法制备
了以石蜡为芯材，ＰＭＭＡ为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。
ＭＭＡ、石蜡、乳化剂溶于有机溶剂，光引发剂溶于
水，两者混合在４５℃下６００ｒ／ｍｉｎ搅拌３０ｍｉｎ。形成
Ｏ／Ｗ乳液。然后１０
０００
ｒ／ｍｉｎ搅拌３ｍｉｎ，降速至
６００ｒ／ｍｉｎ，ｌ０００
Ｗ紫外照射３０ｒａｉｎ，制得石蜡／ＰＭ—
ＭＡ微胶囊。微胶囊表面光滑紧致，其粒径范围为
０．５—２斗ｍ，石蜡包覆率为６１．２％，相变温度范围为２４～３３℃，相变焓为１０１Ｊ／ｇ。Ｗａｎｇ等¨纠通过紫外固化分散乳液聚合制备了以硬脂酸为芯材，ＰＭＭＡ为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。硬脂酸、聚乙烯醇、乳化剂溶于水中搅拌３０ｍｉｎ，同温度下加入ＭＭＡ单体、交联剂
和光引发剂，搅拌６０ｍｉｎ，紫外光照射３０ｍｉｎ，制得
硬脂酸／ＰＭＭＡ微胶囊。微胶囊表面光滑紧致，其粒径范围为２～３¨ｍ，硬脂酸包覆率为５１．８％，熔化固化温度和潜热分别为６０．４，５０．６℃和９２．１，
９５．９Ｊ／ｇ。
１．４类悬浮聚合法
类悬浮聚合法是把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中，油溶性引发剂溶于单体小液滴中引发聚合包覆芯材。类悬浮聚合法可避免其他方法制备微胶囊包覆率低、粒径大、污染大等缺点。
Ｓｄｎｃｈｅｚ．Ｓｉｌｖａ等【１叫采用类悬浮聚合法，首先将
聚乙烯吡咯烷酮溶于水，在１５０ｒ／ｍｉｎ速度下缓慢
搅拌，将提前混合的石蜡、苯乙烯（Ｓｔ）单体、ＭＭＡ单体、引发剂过氧化苯甲酰分散相加入到连续相中，温
度加热到９８℃，在Ｎ：保护下以５００ｒ／ｍｉｎ的搅拌速
度反应５ｈ，制备出了以石蜡为芯材，Ｓｔ．ＭＭＡ共聚
物为壁材的ＭＣＰＣＭｓ，并研究了ＭＭＡ／Ｓｔ单体质量
比和芯壁质量比的影响。单体比例对微胶囊的形态、相变点、平均粒径都有影响。活性较高的单体控制着共聚的动力学过程，即随着ＭＭＡ的增加，反应时间和平均粒径相应减小，当单体／石蜡质量比小于
３．０、ＭＭＡ／Ｓｔ质量比小于２．０时，得不到微胶囊。
实验测得的最佳配比为ＭＭＡ／Ｓｔ为４．０，单体／石蜡
为３．０。
Ｌｉ等Ⅲ１通过类悬浮聚合法制备了以正十八烷万方数据
为芯材，苯乙烯．１，４．丁二醇二丙烯酸酯共聚物、苯乙烯一二乙烯基苯共聚物和苯乙烯一１，４－丁二醇二丙烯酸酯．二乙烯基苯共聚物为壁材的ＭＣＰＣＭｓ，并研究了壁材种类、引发剂对微胶囊热性能的影响。实
验发现，偶氮二异丁腈引发体系比过硫酸铵引发体
系更适用于类悬浮聚合法，且其中以聚－－Ｌ烯基苯为壁材的微胶囊比其他微胶囊形态好，壁材的种类
对微胶囊的热稳定性影响不大。
李伟等¨引通过悬浮聚合法合成了以正十八烷为芯材，苯乙烯．新戊二醇二丙烯酸酯共聚物为壁材的微／纳胶囊相变材料。微／纳胶囊相变材料形貌完整、分散性好、粒径均匀、热稳定性好，但在降温过程中有不同程度的过冷结晶现象，对其实际应用产生
一定影响。１．５其他方法
Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ等¨刚采用喷雾干燥法制备了石蜡／乙烯醋酸乙烯酯ＭＣＰＣＭｓ，平均粒径为３．９斗ｍ，包覆率为６３％，与悬浮聚合法制得的具有相似的储热能力。在其中添加纳米碳纤维可增强热导率，提高微胶囊硬度，且对材料储热性能没有影响。Ｂａｙ６ｓ－Ｇａｒｃａ等旧叫采用复凝聚法，以Ｒｕｂｉｔｌｌｅ／Ｔｎ￥Ｒｒｒ２７为芯
材，食品级白明胶（Ｇ）、喷雾干燥的阿拉伯胶（ＡＧ）
和琼胶（ＡＡ）为原料，制备了以Ｇ／ＡＧ、ＳＧ／ＡＧ、ＡＡ／ＡＧ为壁材的ＭＣＰＣＭｓ，研究表明，Ｇ／ＡＧ有利于微生物生长，不适合作为储热材料的壁材；ＡＡ／ＡＧ包覆颗粒小，可达到纳米级；ＳＧ／ＡＧ和ＡＡ／ＡＧ壳的包覆率分别为４９％和４８％。ＧｕｉｙｉｎＦａｎｇ等拉¨采用溶胶凝胶法制备了石蜡／ＳｉＯ：微胶囊，石蜡包覆率为８７．５％，相变温度和潜热分别为５８．３７，５８．２７℃和１６５．６８，１０７．０５
ｋＪ／ｋｇ。刘先之等旧２１采用复乳交联
法制备了以相变石蜡为芯材，以壳聚糖为壁材的新
型ＭＣＰＣＭｓ，其具有很高的相变潜热，可达到１１０
Ｊ／ｇ，且可根据具体需要改变芯材的温度，具有很好的热稳定性和溶剂稳定性，可作为相变储能材
料使用。Ｚｈａｎｇ等心副采用溶液铸造法，制备了硬脂
酸／聚碳酸酯新型ＭＣＰＣＭｓ，平均粒径为０．５Ｉｘｍ，硬
脂酸包覆率为５２％，相变温度和潜热分别为６０．０，
５１．２℃和９１．４，９６．８Ｊ／ｇ。同时研究发现，在其中
添加质量分数为３％铁粉，可改善其导热性，储放热
速率可提高２３％。
２微胶囊相变材料的应用
２．１微胶囊相变材料在建筑中的应用
将微胶囊相变材料掺人建材基体中即制备出相变储能建筑材料，应用于建筑领域是相变材料最早
也是热点应用研究之一。相变材料在建筑材料中的
应用主要分为两大类旧引：一类是把相变材料与建筑
第１期
师欢等：微胶囊相变材料研究进展
围护结构结合，制成相变蓄能围护结构，可大大增加
围护结构的蓄热作用，使建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱、作用时间被延迟，从而提高建筑物的温度自调节能力和改善室内环境，达到节能和舒适的目的；另一类是把相变材料与大体积混凝土结合，制成相变温控混凝土，能有效降低混凝土内
部温升速率、延缓峰值出现时间，从而将有利于解决混凝土因水泥水化热所引起的早期开裂，改善材料
耐久性。
Ｃｅｃｉｌｉａ
Ｃａｓｔｅｌｌ６ｎ等汹１将微胶囊相变材料加人
到夹芯板中，进行了增加其热惰性并最终减少建筑能耗的可行性研究。将质量为聚氨酯质量的８％的
微胶囊，采用三种不同的添加工艺加入到金属板中，方法一是将微胶囊同聚氨酯混合均匀一起注入，方
法二是将微胶囊在注入聚氨酯之前加人，方法三是
将微胶囊在注入聚氨酯之后加入。结果表明，方法一制备的夹芯板微胶囊分布均匀，但温度升高梯度明显，无明显热惰性，可能是因为固体含量的增加使
热导率增加而与微胶囊的作用相叠加，使结果与预期不符。方法二和方法三制备的夹芯板微胶囊分布
不均，主要集中在金属板附近和中心裂缝区，温度延时明显，到达３２℃，可延时４５０ｓ，证明了微胶囊的添入以增加夹芯板的热惰性而不明显增加材料质量的可行性。Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ等旧钊运用悬浮聚合法制备了芯壁质量比为３／２、平均粒径为５００Ｉｘｍ的石蜡／苯乙烯ＭＣＰＣＭｓ，包覆率为５０％，并研究了其对石膏
板的热性能的影响。实验表明，石膏板中微胶囊的
添加提高了墙体绝热能力，使温度变化缓慢，且影响随着微胶囊的量的增加而变大，当微胶囊的含量为７．５％时可形成１．３℃的温差，提高了房间舒适度。Ｓｃｈｏｓｓｉｇ等口７’将微胶囊添加到轻质建筑中，分别进行了板材和全尺寸房间的模拟及实验。实验发现将
微胶囊加入到石膏板中可改善白天室内温度，温度
最高时可与参照室达４Ｋ温差，减少室内高温时数，增加房间舒适度，并已初步应用于商业中。
２．２微胶囊相变材料在纺织物中的应用
将ＭＣＰＣＭｓ混入到纤维中，可以调节服装及周边的温度，减少皮肤温度的变化，增加穿着的舒适感。闫飞等心８】利用超声波技术制备ＭＣＰＣＭｓ，并研
究超声波对其性能的影响。结果表明，经超声波制备的微胶囊数均粒径为１．４ｐ，ｍ，分布指数为２．９３，
粒径小、分散程度好。同时将微胶囊掺入整理织物中，研究发现，在升温曲线和降温曲线上都存在较明
显的拐点。在相同的升温时间点上，整理织物比未
经整理的织物温度低；在相同降温时间点上，整理织
物比未整理织物的温度高，表明利用该相变微胶囊
万方数据
整理的织物具有较好的智能调温作用。Ｓａｌａｔｉｎ等幽１制备了一系列正烷烃／三聚氰胺一甲醛树脂
ＭＣＰＣＭｓ，探讨了聚氨酯粘合剂和ＭＣＰＣＭｓ对棉织物的体温调节的影响。实验发现，两者都可减缓温度变化，且粘合剂和微胶囊的最佳质量比为１：２—
１：４。Ｉｚｚｏ
Ｒｅｎｚｉ等ｒ３叫通过干涂层技术，使用聚合物
粘合剂将微胶囊涂在天然皮革上，增强了皮革的体温调节能力。微胶囊的加入虽然增加了皮革的硬度，但对皮革的破裂和磨损没有明显影响。２．３微胶囊相变材料在功能热流体中的应用微胶囊相变浆液（ＭＰＣＳ）是将微胶囊悬浮分散于载流体中形成，它既是储热媒介，也是传热流体，
提高了微胶囊的传热，增加了实际应用的可行性。
Ｈｕａｎｇ等【３¨将相变温度为６５℃的石蜡基ＭＣＰＣＭｓ溶于水中制备了ＭＰＣＳ，并研究了体积分数为２５％，３５％，５０％的相变浆液在太阳能系统中应用的传热性能和热性能。当相变材料体积分数为５０％时，由于自然对流受到抑制，传热以传导为主，
传热速率较低，不适用于实际应用。同时换热器的
大小和位置及热输入速率对储热效果有影响，其研究有利于改善间接性热能利用系统的设计。Ｚｈａｎｇ等＿副将混合石蜡为芯材，三聚氰胺树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ溶于水中制备出ＭＰＣＳ，研究了相变材料对储热传热过程的影响，并讨论了瞬时传热系数、储热量和储热时间等参数，及相变材料质量浓度、储热温度和储罐高度等因素的影响。单纯增加储热温度并不能保证缩短储热时间，储热时间存在局部最大和最小值；相变材料质量浓度和储罐高度的增加可延长储热时间。相变材料的加入可减少设备尺寸和泵的能耗，增加有效比热并在相变时维持较高的温度，进一步提高传热。Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ等”列将相变温度为
１８
ｏＣ、ＭＣＰＣＭｓ含量为４０％的ＭＰＣＳ作为传热媒介
加入天花板中，研究其应用性能。实验表明，ＭＰＣＳ的使用降低了对环境的需求，避免了板面温度的过高，减小了噪音，增大了适用性。
３结束语
微胶囊相变材料能有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，可改善相变材料的应用性能、拓展相变蓄热技术的应用领域，未来应用前景
广阔。国内外学者对ＭＣＰＣＭｓ的制备工艺（包括芯壁种类、芯壁比例、粒径大小、粒径分布等）、储热性能和稳定性等进行了卓有成效的研究，但从目前的
研究来看，微胶囊相变材料的制备与应用还存在以下几点问题：①微胶囊包覆率不高，且存在一定程度的泄漏；②壁材多为有机高分子聚合物，聚合物较低的导热系数严重制约其传热性能；③应用相对专一。
１２６
应用化工
第４２卷
因此，丰富芯材和壁材选择的多样化，开发新型有
机／无机复合型壁材、可应用于不同领域的ＭＣＰＣＭｓ
以及其商品化应用；进一步优化工艺条件，提高包覆率，降低制备成本；强化长周期使用条件下使用性能以及使用性能和结构间的关系研究依然是今后研究
的重点。
参考文献：
［１］梁治齐．微胶囊技术及其应用［Ｍ］．北京：中国轻工业
出版社，１９９９．［２］Ｗａｎｇ
Ｙ，ＸｉａＴ
Ｄ，ＺｈｅｎｇＨ，ｅｔａｉ．Ｓｔｅａｒｉｅａｃｉｄ／ｓｉｌｉｃａｆｕｍｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｓ
ｆｏｒｍ－ｓｔａｂｌｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｒ－
ｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
ａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇｓ，２０１１，４３：
２３６５－２３７０．
［３］“ｗ，Ｚｈａｎｇ
Ｘｘ，ＷａｎｇｘＣ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒ－
ａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｅｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ
ｗｉｔｈ
ｌｏｗ
ｒｅｍｎａｎｔｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｔｅｎｔ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，２００７，１０６：４３７４４２．
［４］ＦａｎＹＦ，ＺｈａｎｇＸＸ，ＷａｎｇＸＣ，ｅｔａ１．Ｓｕｐｅｒ—ｃｏｏｌｉｎｇｐｒｅ—
ｖｅｎｔｉｏｎ
ｏｆｍｉｅｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．
ＴｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｅａＡｃｔａ，２００４，４１３：１．６．
［５］熊伟，朱金华，文庆珍，等．相变储能微胶囊的制备和
表征［Ｊ］．新型建筑材料，２０１１（６）：８３－８５．
［６］包艳华，王庭慰，潘炜．潜热蓄热用微胶囊化脂肪酸相
变材料［Ｊ］．精细化工，２０１１，２８（４）：３２４．３２７．［７］Ｃｈｅｎ
Ｌ，ＸｕＬＬ，ＳｈａｎｇＨＢ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｏｆ
ｂｕｌｌ
ｓｔｅａｒａｔｅ
ａｓ
ａ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｂｙｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ
ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｉｎ
ａ
ｐｏｌｙｕｒｅａ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
Ｃｏｎ－
ｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００９，５０：７２３－７２９．
［８］ＺｈａｎｇＨｚ，ＷａｎｇＸＤ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏ－
ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｎ—ｏｃｔａｄｅｅａｎｅｗｉｔｈｐｏｌｙｕｒｅａｓｈｅｌｌｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｆｔｓｅｇｍｅｎｔｓｆｏｒｈｅａｔｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅａｎｄｔｈｅｒｍａｌ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ
Ｅｎｅｒｇｙ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｓｏｌａｒ
ＣｅＨｓ，
２００９，９３：１３６６—１３７６．
［９］尚建丽，王争军，李乔明，等．界面聚合法制备微胶囊相变材料的试验研究［Ｊ］．材料导报，２０１０，２４（３）：９２．
９４．
［１０］Ａｌｋａｎ
ｃ，ＳａｒＡ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒ－
ｔｉｅｓａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｎ－ｅｉｃｏ－
ｓａｎｅ
ａｓ
ｎｏｖｅｌ
ｐｈａｓｅ
ｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１１，
５２：６８７－６９２．
［１１］Ｓａｒ
Ａ，ＡｌｋａｎＣ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｅｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ．ｔｉｏｎ
ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＰＭＭＡ／ｎ・－ｈｅｐｔａｄｅｃａｎｅｍｉ・－
ｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓａｓ
ｎｏｖｅｌｓｏｌｉｄ－－ｌｉｑｕｉｄｍｉｃｒｏ・・ＰＣＭｆｏｒｔｈｅｒｍａｌ
ｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｅｎｅｒｇｙ，２０１０，８７：１５２９—１５３４．
［１２］Ａｌｋａｎ
Ｃ，ＳａｒＡ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃ．
ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆｍｉｃｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｓｏ—
ｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＳｏｌａｒＣｅｉｌｓ，２００９，９３：１４３—１４７．
万方数据
［１３］ＳａｔＡ，Ａｌｋａｎ
Ｃ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ，Ｉ－ｏｃｔａｃｏｓａｎｅ
ａｓ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒ
ｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙ，２００９，８３：１７５７—１７６３．
［１４］ＭａＳ，Ｓｏｎｇ
ＧＬ，ＬｉＷ，ｅｔａ１．ＵＶｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｉｎｉｔｉａｔｅｄＭＭＡ
ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｔｏｐｒｅｐａｒｅｍｉｅｒｏｃａｐｓｕｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｈａｓｅ
ｃｈａｎｇｅ
ｐａｒａｆｆｉｎ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ
ＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，
２０１０．９４：１６４３・１６４７．
［１５］Ｗａｎｇ
Ｙ，ＸｉａＴＤ，扎ｎｇＨＸ，ｅｔａ１．Ｓｔｅａｒｌｃａｅｌｄ／ｐｏｌｙｍｅｔｈ－
ｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
ａｓ
ｆｏｒｍ－ｓｔａｂｌｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａ－
ｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｌａｔｅｎｔｈｅａｔｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗ－
ａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，２０１ｌ，３６：１８１４－１８２０。
［１６］Ｓｆｆｎｃｈｅｚ—ＳｉｌｖａＬ，ＲｏｄｒｉｇｕｅｚＪＦ，ＲｏｍｅｒｏＡ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎ－
ｅａｐｓｕｌａｔｉｏｎｏｆＰＣＭｓ
ｗｉｔｈ
ａ
ｓｔｙｒｅｎｅ－ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｅｒｙｌａｔｅ
ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ
ｓｈｅＵ
ｂｙｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ・ｌｉｋｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．
ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０１０，１５７：２１６ｊ２２２．
［１７］ＬｉＷ，ＳｏｎｇＧＬ，ＴａｎｇＧＹ，ｅｔａ１．Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｅｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓｈｅｌ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ，２０１
１，３６：７８５．
７９１．
［１８］李伟，张兴祥，由明．悬浮聚合法制备相变材料微／纳
胶囊［Ｊ］．高分子材料科学与工程，２０１０，２６（２）：３６－３９．［１９］Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ
ＡＭ，ＶａｌｖｅｒｄｅＪＬ，ＲｏｄｆｌｇｕｅｚＪＦ，ｅｔａ１．Ｓｙｎ．ｔｈｅｓｉｓａｎｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｍｉｅｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ
ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ＲｕｂｉｔｈｅｒｍＲＴ２７ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｐｒａｙ
ｄｒｙｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｍａｌ，２０１１，１６６：３８４－３９０．
［２０］Ｂａｙ６ｓ－Ｇａｒｅａ
Ｌ，ＶｅｎｔｏｌａＬ，ＣｏｒｄｏｈｉＵａＲ。ｅｔａ１．Ｐｈａｓｅｅｈ．
ａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＰＣＭ）ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｏｓｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈｅＨ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ａｎｄｔｈｅｒｍａｌ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ
ＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＳｏｌａｒＣｅｉｌｓ，２０１０，
９４：１２３５－１２４０．
［２１］ＦａｎｇＧＹ，Ｃｈｅｎｚ，ＬｉＨ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉ－
ｃｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄ
ｐａｒａｆｆｉｎ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ｗｉｔｈ
Ｓｉ０２ｓｈｅｎ
ａｓ
ｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－
ｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０１０，１６３：１５４－１５９．
［２２］刘先之，刘凌志，门永锋．石蜡相变微胶囊的制备与表
征［Ｊ］．应用化学，２０１２，２９（Ｉ）：９．１３．［２３］ＺｈａｎｇＴ，Ｗａｎｇ
Ｙ，ＳｈｉＨ，ｅｔａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍ．
ａｎｃｅｓｏｆ
ｎｅｗ
ｋｉｎｄｍｉｃｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅ—ｒｉａｌｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｓｔｅａｒｉｃ
ａｃｉｄｃｏｒｅａｎｄｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓｈｅＨ
［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１２，６４：１－７．
［２４］王信刚，马保国，王凯，等．相变储能建筑材料的研究
进展［Ｊ］．节能，２００５，１２：１０．１４．［２５］Ｃａｓｔｅｎ６ｎＣ，Ｍｅｄｒａｎｏ
Ｍ，ＲｏｃａＪ，ｅｔａ１．Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ｍｉｅｒｏｅｎ．
ｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｓａｎｄｗｉｃｈｐａｎｅｌｓ［Ｊ］．
ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，２０１０，３５：２３７０－２３７４．
Ａ
Ｍ，ＣａｒｒｎｏｎａＭ，ＳａｎｅｈｅｚＭＬ。ｅｔａ１．Ｉｍｐｒｏ．
ｖｅｍｅｎｔ
ｏｆｔｈｅ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｂｅｈａ、，ｉｏｕｒｏｆｇｙｐｓｕｍｂｌｏｃｋｓｂｙｔｈｅ
ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＰＣＭＳｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ
ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｗｉｔｈ
ａｎ
ｏｐｔｉｍａｌｃｏｒｅ／ｃｏａｔｉｎｇ
ｍａｓｓ
ｒａｔｉｏ［Ｊ］．Ａｐｐｕｅｄ
Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３０：
１】６４．１１６９
［２６］Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ
第１期［２７］Ｓｃｈｏｓｓｉｇ
ｓｔｍｃｔｉｏｎ
Ｐ，ＨｅｎｎｉｎｇＨ
师欢等：微胶囊相变材料研究进展
Ｍ，Ｇｓｃｈｗａｎｄｅｒｓ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏ－ｅｎ．
ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
ｉｎｔｏ
ｃｏｎ－・
１２７
３０：１３６９－１３７６．
ｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅ—，ｃｈａｎｇｅ
［３１］Ｈｕａｎｇ
ＭＪ，ＥａｍｅｓＰＣ，ＭｅＣｏｒｍａｃｋＳ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎｅａｐ－
ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｓｏｌａｒｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｓｌｕｒｒｉｅｓｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｉｎ
ａ
ＣｅＨｓ，２００５，８９：２９７－３０６．
ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ
Ｅｎｅｒｇｙ，
［２８］闫飞，陆大年．织物整理用相变微胶囊的制备［Ｊ］．印
染助剂，２０１１，２８（１）：３２．３４．［２９］Ｓａｌａｔｉｎ
Ｆ，Ｄｅｖａｕｘ
２０１１（３６）：２９３２－２９３９．
［３２］Ｚｈａｎｇ
ｓｔｏｒａｇｅ
ＹＬ，ＷａｎｇＳＦ，ＲａｏＺＨ，ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅ
ｏｎ
ｈｅａｔ
Ｅ，ＢｏｕｒｂｉｇｏｔＳ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｒｍｏｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｆａｂｒｉｃｅｏｎｔｍｎｉｎｇ
ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ
Ａｃｔａ，２０１０，
ｃｈａｎｇｅ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｏｆｃｏｔｔｏｎｍａｔｅｒｉａｌ
ｓｌｕｒｒｙ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ
ＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ５０６：８２－９３．
ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｅａ
２０１１（９５）：２７２６－２７３３．
［３３］Ｇｒｉｆｌｑｔｈｓ
ｎａｔｕ—
ＰＷ，ＥａｍｅｓＰ
Ｃ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｈｉｌｌｅｄｃｅｉｌｉｎｇ
ａｓ
［３０］ＲｅｎｚｉＡＩ，ＣａｒｆａｇｎａＣ，ＰｅｒｓｉｃｏＰ．Ｔｈｅｒｍｏｒｅｇｕｌａｔｅｄｐａｎｅｌｓ
ｕｓｉｎｇ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｓｌｕｒｒｉｅｓ
ｔｈｅｈｅａｔ
ｒａｌｌｅａｔｈｅｒｕｓｉｎｇｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆ
Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，
ｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．ＡｐｐＨｅｄＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７（２７）：１７５６．１７６０．
ｂｉｏｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ
（上接第１１７页）
由图５可知，共聚物的阻垢率都是随着反应的
时间先增大，而后趋于平稳的。反应时间较短时，聚
交联，生成交联高分子而影响共聚物的阻垢性能。故选择温度以７０℃为好。
合反应不完全，生成的共聚物较少，其阻垢性能较
低。随着时间的增长，聚合物的阻垢率大致趋于稳
定，因此，时间选择３ｈ为好。
瀑
碍蜾
３结论
合成丙烯酸共聚物的最佳工艺条件为：丙烯酸：甲基丙烯酸甲酯为５：１（摩尔比），引发剂用量为
５８
６０
６２
６４
６６
６８
７０
’７２
‘７４
’７６
商
２％，分子量调节剂为９．５％，反应温度为７０℃，反应
时间为３ｈ。共聚物具有良好的阻垢性能，阻垢率能达到８７．２１％，为丙烯醛生产厂家产生的低浓度废
ｏｎ
反应温度，℃
图４反应温度对阻垢率的影响
Ｆｉｇ．４
Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ａｎｔｉ－ｓｃａｒｉｎｇｒａｔｅ
丙烯酸水溶液处理提供了方向。参考文献：
［１］景志刚，刘肖飞，葛汉青．丙烯醛合成催化剂及工艺技
术［Ｊ］．现代化工，２００９，２９（９）：３０－３１．［２］
易昌风，徐祖顺，程时远，等．高分子表面活性的功能和用途［Ｊ］．湖北化工，１９９７，１４（２）：８－１０．
２．５时间对阻垢率的影响
改变反应时间，其他条件同上，实验结果见
图５。
冰
静蟓
［３］张鹏，王兆华．丙烯酸树脂防腐涂料及应用［Ｍ］．北京：
化学工业出版社，２００３．［４］
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．ＧＢ／Ｔ１６６３２－－２００８水处理剂阻
西
垢性能的测定——碳酸钙沉积法［Ｓ］．北京：中国标准
时间，ｌｌ
出版社，２００８．
ｏｎ
图５反应时问对阻垢率的影响
Ｆｉｇ．５
Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ
ａｎｔｉ—ｓｃａｌｉｎｇ
ｒａｔｅ
应用化工投稿系统
Ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｇｙｙｈｇ．ＣＢ
万方数据
微胶囊相变材料研究进展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
师欢， 王毅， 冯辉霞， 郑翰， SHI Huan， WANG Yi， FENG Hui-xia， ZHENG Han兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州,730050应用化工
Applied Chemical Industry2013,42(1)2次
参考文献(33条)
1.梁治齐 微胶囊技术及其应用 1999
2.J Wang Y;Xia T D;Zheng H Stearic acid/silica tume composite as form-stable phase change material for thermalenergy storage 2011
3.Li W;Zhang X X;Wang X C Preparation and characterization of microencapsulated phase change material with lowremnant formaldehyde content 2007
4.Fan Y F;Zhang X X;Wang X C Super-cooling prevention of microencapsulated phase change material 20045.熊伟;朱金华;文庆珍 相变储能微胶囊的制备和表征[期刊论文]-新型建筑材料 2011(06)6.包艳华;王庭慰;潘炜 潜热蓄热用微胶囊化脂肪酸相变材料[期刊论文]-精细化工 2011(04)
7.Chen L;Xu L L;Shang H B Microencapsulation of butyl stearate as a phase change material by interfacialpolycondensation in a polyurea system 2009
8.Zhang H Z;Wang X D Synthesis and properties of microencapsulated n-octadecane with polyurea shells containingdifferent soft segments for heat energy storage and thermal regulation 2009
9.尚建丽;王争军;李乔明 界面聚合法制备微胶囊相变材料的试验研究[期刊论文]-材料导报 2010(03)
10.Alkan C;Sar A;Karaipekli A Preparation,thermal properties and thermal reliability of microencapsulated n-eicosaneas novel phase change material for thermal energy storage 2011
11.Sar A;Alkan C;Karaipekli A Preparation,characterization and thermal properties of PMMA/n-heptadecanemicrocapsules as novel solid-liquid micro-PCM for thermal energy storage 2010
12.Alkan C;Sar A;Karaipekli A Preparation,characterization,and thermal properties of microencapsulated phase changematerial for thermal energy storage 2009
13.Sar A;Alkan C;Karaipekli A Microencapsulated noctacosane as phase change material for thermal energy storage 200914.Ma S;SOng G L;Li W UV irradiation-initiated MMA polymerization to prepare mierocapsules containing phase changeparaffin 2010
15.Wang Y;Xia T D;Feng H X Stearic acid/polymethylmethacrylate composite as form-stable phase change materials forlatent heat thermal energy storage 2011
16.Sánchez-Silva L;Rodríguez J F;Romero A Microencapsulation of PCMs with a styrene-methyl methacrylate copolymershell by suspension-like polymerization 2010
17.Li W;Song G L;Tang G Y Morphology,structure and thermal stability of microencapsulated phase change material withcopolymer shell 2011
18.李伟;张兴祥;由明 悬浮聚合法制备相变材料微/纳胶囊[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2010(02)
19.Borreguero A M;Valverde J L;Redríguez J F Synthesis and characterization of microcapsules containing RubithermRT27 obtained by spray drying 2011
20.Bayés-Garca L;Ventola L;Cordobilla R Phase change materials (PCM) microcapsulos with different shellcompositions:Preparation,characterization and thermal stability 2010
21.Fang G Y;Chen Z;Li H Synthesis and properties of microencapsulated paraffin composites with SiO2 shell as thermalenergy storage materials 2010
22.刘先之;刘凌志;门永锋 石蜡相变微胶囊的制备与表征[期刊论文]-应用化学 2012(01)
23.Zhang T;Wang Y;Shi H Fabrication and performances of new kind microencapsulated phase change material based onstearic acid core and polycarbonate shell 2012
24.王信刚;马保国;王凯 相变储能建筑材料的研究进展[期刊论文]-节能 2005(12)
25.Castell6n C;Medrano M;Boca J Effect of microencapsulated phase change material in sandwich panels 2010
26.Borreguero A M;Carmona M;Sanchez M L Improvement of the thermal behaviour of gypsum blocks by the incorporationof microcapsules containing PCMS obtained by suspension polymerization with an optimal core/coating mass ratio[外文期刊] 2010
27.Schossig P;Henning H M;Gschwander S Micro-encapsulated phase-change materials integrated into constructionmaterials 2005
28.闫飞;陆大年 织物整理用相变微胶囊的制备[期刊论文]-印染助剂 2011(01)
29.Salaün F;Devaux E;Bourbigot S Thermoregulating response of cotton fabric containing microencapsulated phasechange materials 2010
30.Renzi A I;Carfagna C;Persico P Thermoregulated natural leather using phase change materials:An example ofbioinspiration 2010
31.Huang M J;Eames P C;McCormack S Microencapsulated phase change slurries for thermal energy storage in aresidential solar energy system 2011(36)
32.Zhang Y L;Wang S F;Rao Z H Experiment on heat storage characteristic of microencapsulated phase change materialslurry 2011(95)
33.Griffiths P W;Eames P C Performance of chilled ceiling panels using phase change material slurries as the heattransport medium[外文期刊] 2007(27)
引证文献(2条)
1.娄本浊 聚氨基甲酸酯-聚脲微胶囊的动态光散射研究[期刊论文]-应用化工 2013(8)
2.王华敏.刘志明.彭涛 纳米纤维素复合相变储能气凝胶制备进展[期刊论文]-广东化工 2013(23)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_sxhg201301034.aspx
４２卷第１期
应用化Ｔ
Ｖｏｌ・４２Ｎｏ・１
－＿＿＿＿＿・Ｉ。・二－＿・＿ｉ＿・・＿・・＿・－＿－－－＿＿＿＿－－‘＿＿－Ｉ－●‘ｊ口；‘＿＿＿＿＿＿‘—‘。。。。。。‘’。。。。。。。。。。。。。‘。—‘‘。。。。。。。‘。。。。。。。。。。’—————一
２０１３生１．旦
一一一一一一．
垒￡巳坚盟ｇ！！迎！生！里垫壁翌——————————业坠！！！！；Ｌ
微胶囊相变材料研究进展
师欢，王毅，冯辉霞，郑翰
（兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州７３００５０）
摘娄：综述了近年来国内外微胶囊相变材料的制备方法、研究进展以及其在建筑、纺织物和功能热流体领域中的
应用进展，指出包覆率、储热能力和壁材导热系数低是微胶囊相变材料发展瓶颈，认为提高微胶囊相变材料的储热
和传热能力、加强微胶囊相变材料长周期使用性能的研究是今后重点解决的问题。
关键词：相变材料；微胶囊；制备方法；应用进展
中图分类号：ＴＱ３４；ＴＱ３２；ＴＢ３４文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－３２０６（２０１３）０１—０１２２—０６
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＳＨＩＨｕａｎ，ＷＡＮＧＹｉ，ＦＥＮＧＨｕｉ—ｘｉａ，ＺＨＥＮＧＨａｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ
ｒｅｃｅｎｔ
ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｉｃｍｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ
ｗｅｒｅ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｅｘｔｉｌｅｆａｂｒｉｃｓａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｓｓｕｃｈ
ａｓ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，
ｗｅｒｅ
ｌｏｗｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｒａｔｉｏｓａｎｄｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｏｎ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ
ｔｈｅ
ｕｓｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｈｅａｔｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｌｏｎｇｔｉｍｅｏｆｓｅｒｖｉｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｆｕｔｕｒｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｒｏｇｒｅｓｓ
相变材料（ＰＣＭｓ）是利用相态变化时的潜热来实现热量的储存、转化和利用的物质，广泛应用于太阳能热利用、电力调峰、废热余热利用、建筑节能与空调节能及航空航天等领域。根据相变方式的不同，ＰＣＭｓ可分为固．固相变材料、固．液相变材料、固－气相变材料、液－气相变材料，其中固－气相变材料、液一气相变材料虽具有很高的相变潜热，但因在相变过程中产生气体，限制了其实际应用。固。液相变材料较固一固相变材料的相变潜热大，是最具有实用价值的相变储能材料，但该材料也存在体系相变
时体积发生变化、液态易泄漏、固态导热性能低等缺
（ＭＣＰＣＭｓ）…。其中，包覆膜称为囊壁或壁材，被包覆的固体或液体称为囊芯或芯材。壁材的包覆能有效解决ＰＣＭｓ的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，同时增大了传热面积，防止了相变物质与周围环境的反应，控制了相变时体积变化，提高了相变材料的使
用效率【２Ｊ，既可改善相变材料的应用性能、扩展其
应用领域，也可为固．液相变材料与高分子结构材料
的复合提供可靠的途径。因此，ＭＣＰＣＭｓ已成为目
前最具发展潜力的一类复合相变储热材料。
本文在课题组工作的基础上，就近年来微胶囊相变材料的制备方法、应用情况进行了回顾，探讨了研究存在的问题及ＭＣＰＣＭｓ的发展方向。
陷。
相变材料的胶囊化是解决单一相变材料缺陷的
１微胶囊相变材料的制备
微胶囊的制备方法可分为化学法、物理法及物
主要途径。利用成膜材料把固体或液体ＰＣＭｓ包覆而形成微粒复合相变材料称为微胶囊相变材料
收稿日期：２０１２．１０－２４
修改稿日期：２０１２．１
１．１９
理化学法三大类，其中应用较多的是原位聚合法、界
基金项目：国家自然科学基金（５１０６３００３）；甘肃省自然科学基金（１０１４ＲＪＺＡ０３２）
作者简介：师欢（１９８８一），女，河北邯郸人，兰州理工大学在读硕士研究生，师从王毅副教授，主要从事相变储热材料方面
研究。电话：１５１９３１６１８５１，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｉｈｕａｎｌ５ｌ＠１６３．ｅｏｍ
通讯联系人：王毅（１９７７一），男，甘肃宁县人，兰州理工大学副教授，主要从事功能材料化学方面研究。电话：
１３９１９８０９０７６，Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｉ＠ｌｕｔ．ｃａ
万方数据
第１期
师欢等：微胶囊相变材料研究进展
面聚合法、乳液聚合法和类悬浮聚合法等。
１．１原位聚合法
原位聚合法是将形成壁材的单体及引发剂全部分散于ＰＣＭｓ乳化液滴的内部或外部，在液滴表面
发生聚合反应，单体在连续相中可溶，生成的聚合物不可溶，覆盖在液滴表面包覆形成微胶囊。原位聚
合法在制备ＭＣＰＣＭｓ时应用较多，其关键是形成的
聚合物如何沉淀和包覆在芯材的表面。
Ｌｉ等一１运用原位聚合法合成了以正十八烷为芯材，三聚氰胺一甲醛树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。先将正十八烷在乳化剂ＴＡ（苯乙烯－顺丁烯酸酐共聚物钠盐水溶液）中乳化，在７０℃下，以８
０００
ｒ／ｍｉｎ的
速度搅拌，并添加乙酸调节ｐＨ至４．５得到稳定的乳化液。然后在其中加入三聚氰胺一甲醛预聚体系
并以６００ｒ／ｍｉｎ速度搅拌，聚合９０ｍｉｎ后，通过添加
三羟乙基胺调节至ｐＨ＝９，结束反应，最终得到平均粒径为２．２斗ｍ、相变焓为１４４Ｊ／ｇ的微胶囊，其中正十八烷的包覆率为５９％。Ｆａｎ等１４１还研究了十八
彬三聚氰胺树脂ＭＣＰＣＭｓ制备过程中过冷现象的
预防。实验发现，ＮａＣＩ、十八醇和石蜡均能防止过冷现象的发生，但加人ＮａＣｌ后形成的微胶囊不易分散
且表面粗糙；加人十八醇后形成的微胶囊易团聚、表面也很粗糙；加入石蜡后形成的微胶囊，表面光滑、
分散性好。
熊伟等¨１采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材，脲醛树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。研究发现，采用Ｓｐａｎ－８０和Ｔｗｅｅｎ．８０复配乳化剂，其用量为石蜡的
８％，当芯壁质量比为１．２：ｌ时，以１
５００
ｒ／ｍｉｎ的转
速乳化１５ｍｉｎ后，降低转速为４００ｒ／ｍｉｎ，加酸固化，制得平均粒径为３０９仙ｍ，相变潜热为７４．２８Ｊ／ｇ，包
覆率为５１．２５％的微胶囊，可用于制备相变储能复
合材料。
包艳华等Ｍ１采用原位聚合法成功制备了以十二酸为芯材，蜜胺树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。当芯壁质量比为ｌ：ｌ时，制得粒径范围１５０～４００恤ｍ，熔点
和熔融焓分别为４３．７℃和８４．９６Ｊ／ｇ，包覆率为４６．２％的微胶囊，其具有平滑表面，壁厚均匀、壳内为多孔网状结构，芯材填充于孔隙内部被包封。１．２界面聚合法
界面聚合法是两种含有双（多）官能团的不同
活性单体，分别溶解在不相混溶的分散相和连续相
中，把芯材溶于分散相溶剂中，两种聚合反应单体分别从两相内部向乳化液滴的界面移动，并迅速在两相界面上进行缩聚反应，将芯材包裹，形成微胶囊。
该方法制备的微胶囊致密Ｊ陛好，反应速度陕，条件温
和，对反应单体的纯度和配比要求不高，聚合物的分
万方数据
子量较高。影响产品性能的主要因素有搅拌速度、黏度及乳化剂、稳定剂的种类与用量等。
Ｃｈｅｎ等¨１通过界面聚合法制备了以硬脂酸丁酯为芯材，聚脲为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。首先将硬脂酸
丁酯和甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ，油溶性单体）溶于环已烷有机溶剂中，然后加入到混有ＯＰ一１０乳化剂的水溶液，在５００ｒ／ｍｉｎ速度下搅拌形成水包油（Ｏ／ｗ）型乳化液，搅拌数分钟后加入水溶性单体乙二胺（ＥＤＡ），６５ｏＣ下，在油水界面发生界面缩聚反应，
２～３
ｈ后结束反应，得到平均粒径为２０～３５ｐｔｍ的ＭＣＰＣＭｓ，其相变温度为２９℃，相变焓为８０Ｊ／ｇ。Ｚｈａｎｇ等¨ｏ以正十八烷为芯材，ＴＤＩ、二乙烯三胺、聚醚胺分别为油溶性单体，ＥＤＡ为水溶性单体，苯乙烯一顺丁烯二酸酐共聚物（ＳＭＡ）为乳化剂，ＮａＣＩ为成核剂，采用界面聚合反应制备了一系列正十八烷／聚脲ＭＣＰＣＭｓ。其中，以聚醚胺为胺单体制备的微胶囊较其他两者具有更好的表面光滑度，粒径分布范围小，相变特性好，封装效率和反渗透能力高，
但热稳定性相对较差。最佳壁芯质量比为７０／３０。
尚建丽等一１以石蜡为芯材，聚脲和聚氨酯为壁材，采用多次界面聚合法分别制备了单层和双层壁
材微胶囊相变材料，在相同条件下制备的双层壁材
微胶囊与单层壁材微胶囊相比反应较充分，产率较高；相变温度分别为１９．０２℃和２０．２６℃，相变潜热分别为７９．９Ｊ／ｇ和１０３．８Ｊ／ｇ，虽双层壁材微胶囊相变潜热较小，但在温度稳定性和密封性方面均优于单层壁材微胶囊，适用于建筑用相变材料。
１．３乳液聚合
乳液聚合法是单体在水中分散成乳状液，水介
质中生成的自由基进入胶束或乳胶粒中引发其中单
体进行聚合，将芯材包覆。乳液聚合具有散热好、不
使用挥发性溶剂、粘度低等优点¨０｜。
Ｃｅｍｉｌ
Ａｌｋａｎ和ＡｈｍｅｔＳａｉｌ等０１０－１３１通过乳液聚
合法制备了二十烷、十七烷、二十二烷和正二十八烷等一系列以饱和烷烃为芯材，聚甲基丙烯酸甲酯
（ＰＭＭＡ）为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。先将饱和烷烃、表面活性剂ＴｒｉｔｏｎＸ－１００溶于去离子水中，在Ｎ２保护下，将温度加热到饱和烷烃融化温度之上，再加入单
体甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）、交联剂烯丙基甲基丙烯
酸酯、ＦｅＳ０４・７Ｈ２０溶液，在２
０００
ｒ／ｒａｉｎ速度下搅
拌３０ｍｉｎ，然后加人水溶性引发剂叔丁基氢过氧化物和Ｎａ：Ｓ：Ｏ，固体，并加热到９０℃反应１ｈ。其中
交联剂的作用是防止生成二次粒子，以形成均一粒
径和形状的粒子；聚合过程中加入二次引发剂可制得均一粒径和形状的高产率的微胶囊。实验制得了
ｉＥ－－十烷／ＰＭＭＡ¨引，其平均粒径０．７¨ｍ，包覆率为
１２４
—————————————————————————————————————————————————————————一
应用化工
第４２卷
３５％，熔化固化温度和潜热分别为３５．２，３４．９℃和
８４．２，８７．５
Ｊ／ｇ；十七彬ＰＭＭＡ…１，其粒径为
０．２６¨ｍ，包覆率为３８％，熔化固化温度和潜热分别
为１８．２，１８．４℃和８１．５，８４．２Ｊ／ｇ；二十二烷／ＰＭ・
ＭＡｎ２Ｉ，其平均粒径为０．１６
Ｉｘｍ，包覆率为２８％，熔
化固化温度和潜热分别为４１．０，４０．６ｑＣ和５４．６，
一４８．７
Ｊ／ｇ；正二十八烷／ＰＭＭＡ¨３｜，其平均粒径为
０．１６汕ｍ，包覆率为２８％，熔化固化温度和潜热分别
为５０．６，５３．２℃和８６．４，一８８．５Ｊ／ｇ。
Ｓｕｄｅ
Ｍａ等¨４１通过紫外引发乳液聚合法制备
了以石蜡为芯材，ＰＭＭＡ为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。
ＭＭＡ、石蜡、乳化剂溶于有机溶剂，光引发剂溶于
水，两者混合在４５℃下６００ｒ／ｍｉｎ搅拌３０ｍｉｎ。形成
Ｏ／Ｗ乳液。然后１０
０００
ｒ／ｍｉｎ搅拌３ｍｉｎ，降速至
６００ｒ／ｍｉｎ，ｌ０００
Ｗ紫外照射３０ｒａｉｎ，制得石蜡／ＰＭ—
ＭＡ微胶囊。微胶囊表面光滑紧致，其粒径范围为
０．５—２斗ｍ，石蜡包覆率为６１．２％，相变温度范围为２４～３３℃，相变焓为１０１Ｊ／ｇ。Ｗａｎｇ等¨纠通过紫外固化分散乳液聚合制备了以硬脂酸为芯材，ＰＭＭＡ为壁材的ＭＣＰＣＭｓ。硬脂酸、聚乙烯醇、乳化剂溶于水中搅拌３０ｍｉｎ，同温度下加入ＭＭＡ单体、交联剂
和光引发剂，搅拌６０ｍｉｎ，紫外光照射３０ｍｉｎ，制得
硬脂酸／ＰＭＭＡ微胶囊。微胶囊表面光滑紧致，其粒径范围为２～３¨ｍ，硬脂酸包覆率为５１．８％，熔化固化温度和潜热分别为６０．４，５０．６℃和９２．１，
９５．９Ｊ／ｇ。
１．４类悬浮聚合法
类悬浮聚合法是把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中，油溶性引发剂溶于单体小液滴中引发聚合包覆芯材。类悬浮聚合法可避免其他方法制备微胶囊包覆率低、粒径大、污染大等缺点。
Ｓｄｎｃｈｅｚ．Ｓｉｌｖａ等【１叫采用类悬浮聚合法，首先将
聚乙烯吡咯烷酮溶于水，在１５０ｒ／ｍｉｎ速度下缓慢
搅拌，将提前混合的石蜡、苯乙烯（Ｓｔ）单体、ＭＭＡ单体、引发剂过氧化苯甲酰分散相加入到连续相中，温
度加热到９８℃，在Ｎ：保护下以５００ｒ／ｍｉｎ的搅拌速
度反应５ｈ，制备出了以石蜡为芯材，Ｓｔ．ＭＭＡ共聚
物为壁材的ＭＣＰＣＭｓ，并研究了ＭＭＡ／Ｓｔ单体质量
比和芯壁质量比的影响。单体比例对微胶囊的形态、相变点、平均粒径都有影响。活性较高的单体控制着共聚的动力学过程，即随着ＭＭＡ的增加，反应时间和平均粒径相应减小，当单体／石蜡质量比小于
３．０、ＭＭＡ／Ｓｔ质量比小于２．０时，得不到微胶囊。
实验测得的最佳配比为ＭＭＡ／Ｓｔ为４．０，单体／石蜡
为３．０。
Ｌｉ等Ⅲ１通过类悬浮聚合法制备了以正十八烷万方数据
为芯材，苯乙烯．１，４．丁二醇二丙烯酸酯共聚物、苯乙烯一二乙烯基苯共聚物和苯乙烯一１，４－丁二醇二丙烯酸酯．二乙烯基苯共聚物为壁材的ＭＣＰＣＭｓ，并研究了壁材种类、引发剂对微胶囊热性能的影响。实
验发现，偶氮二异丁腈引发体系比过硫酸铵引发体
系更适用于类悬浮聚合法，且其中以聚－－Ｌ烯基苯为壁材的微胶囊比其他微胶囊形态好，壁材的种类
对微胶囊的热稳定性影响不大。
李伟等¨引通过悬浮聚合法合成了以正十八烷为芯材，苯乙烯．新戊二醇二丙烯酸酯共聚物为壁材的微／纳胶囊相变材料。微／纳胶囊相变材料形貌完整、分散性好、粒径均匀、热稳定性好，但在降温过程中有不同程度的过冷结晶现象，对其实际应用产生
一定影响。１．５其他方法
Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ等¨刚采用喷雾干燥法制备了石蜡／乙烯醋酸乙烯酯ＭＣＰＣＭｓ，平均粒径为３．９斗ｍ，包覆率为６３％，与悬浮聚合法制得的具有相似的储热能力。在其中添加纳米碳纤维可增强热导率，提高微胶囊硬度，且对材料储热性能没有影响。Ｂａｙ６ｓ－Ｇａｒｃａ等旧叫采用复凝聚法，以Ｒｕｂｉｔｌｌｅ／Ｔｎ￥Ｒｒｒ２７为芯
材，食品级白明胶（Ｇ）、喷雾干燥的阿拉伯胶（ＡＧ）
和琼胶（ＡＡ）为原料，制备了以Ｇ／ＡＧ、ＳＧ／ＡＧ、ＡＡ／ＡＧ为壁材的ＭＣＰＣＭｓ，研究表明，Ｇ／ＡＧ有利于微生物生长，不适合作为储热材料的壁材；ＡＡ／ＡＧ包覆颗粒小，可达到纳米级；ＳＧ／ＡＧ和ＡＡ／ＡＧ壳的包覆率分别为４９％和４８％。ＧｕｉｙｉｎＦａｎｇ等拉¨采用溶胶凝胶法制备了石蜡／ＳｉＯ：微胶囊，石蜡包覆率为８７．５％，相变温度和潜热分别为５８．３７，５８．２７℃和１６５．６８，１０７．０５
ｋＪ／ｋｇ。刘先之等旧２１采用复乳交联
法制备了以相变石蜡为芯材，以壳聚糖为壁材的新
型ＭＣＰＣＭｓ，其具有很高的相变潜热，可达到１１０
Ｊ／ｇ，且可根据具体需要改变芯材的温度，具有很好的热稳定性和溶剂稳定性，可作为相变储能材
料使用。Ｚｈａｎｇ等心副采用溶液铸造法，制备了硬脂
酸／聚碳酸酯新型ＭＣＰＣＭｓ，平均粒径为０．５Ｉｘｍ，硬
脂酸包覆率为５２％，相变温度和潜热分别为６０．０，
５１．２℃和９１．４，９６．８Ｊ／ｇ。同时研究发现，在其中
添加质量分数为３％铁粉，可改善其导热性，储放热
速率可提高２３％。
２微胶囊相变材料的应用
２．１微胶囊相变材料在建筑中的应用
将微胶囊相变材料掺人建材基体中即制备出相变储能建筑材料，应用于建筑领域是相变材料最早
也是热点应用研究之一。相变材料在建筑材料中的
应用主要分为两大类旧引：一类是把相变材料与建筑
第１期
师欢等：微胶囊相变材料研究进展
围护结构结合，制成相变蓄能围护结构，可大大增加
围护结构的蓄热作用，使建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱、作用时间被延迟，从而提高建筑物的温度自调节能力和改善室内环境，达到节能和舒适的目的；另一类是把相变材料与大体积混凝土结合，制成相变温控混凝土，能有效降低混凝土内
部温升速率、延缓峰值出现时间，从而将有利于解决混凝土因水泥水化热所引起的早期开裂，改善材料
耐久性。
Ｃｅｃｉｌｉａ
Ｃａｓｔｅｌｌ６ｎ等汹１将微胶囊相变材料加人
到夹芯板中，进行了增加其热惰性并最终减少建筑能耗的可行性研究。将质量为聚氨酯质量的８％的
微胶囊，采用三种不同的添加工艺加入到金属板中，方法一是将微胶囊同聚氨酯混合均匀一起注入，方
法二是将微胶囊在注入聚氨酯之前加人，方法三是
将微胶囊在注入聚氨酯之后加入。结果表明，方法一制备的夹芯板微胶囊分布均匀，但温度升高梯度明显，无明显热惰性，可能是因为固体含量的增加使
热导率增加而与微胶囊的作用相叠加，使结果与预期不符。方法二和方法三制备的夹芯板微胶囊分布
不均，主要集中在金属板附近和中心裂缝区，温度延时明显，到达３２℃，可延时４５０ｓ，证明了微胶囊的添入以增加夹芯板的热惰性而不明显增加材料质量的可行性。Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ等旧钊运用悬浮聚合法制备了芯壁质量比为３／２、平均粒径为５００Ｉｘｍ的石蜡／苯乙烯ＭＣＰＣＭｓ，包覆率为５０％，并研究了其对石膏
板的热性能的影响。实验表明，石膏板中微胶囊的
添加提高了墙体绝热能力，使温度变化缓慢，且影响随着微胶囊的量的增加而变大，当微胶囊的含量为７．５％时可形成１．３℃的温差，提高了房间舒适度。Ｓｃｈｏｓｓｉｇ等口７’将微胶囊添加到轻质建筑中，分别进行了板材和全尺寸房间的模拟及实验。实验发现将
微胶囊加入到石膏板中可改善白天室内温度，温度
最高时可与参照室达４Ｋ温差，减少室内高温时数，增加房间舒适度，并已初步应用于商业中。
２．２微胶囊相变材料在纺织物中的应用
将ＭＣＰＣＭｓ混入到纤维中，可以调节服装及周边的温度，减少皮肤温度的变化，增加穿着的舒适感。闫飞等心８】利用超声波技术制备ＭＣＰＣＭｓ，并研
究超声波对其性能的影响。结果表明，经超声波制备的微胶囊数均粒径为１．４ｐ，ｍ，分布指数为２．９３，
粒径小、分散程度好。同时将微胶囊掺入整理织物中，研究发现，在升温曲线和降温曲线上都存在较明
显的拐点。在相同的升温时间点上，整理织物比未
经整理的织物温度低；在相同降温时间点上，整理织
物比未整理织物的温度高，表明利用该相变微胶囊
万方数据
整理的织物具有较好的智能调温作用。Ｓａｌａｔｉｎ等幽１制备了一系列正烷烃／三聚氰胺一甲醛树脂
ＭＣＰＣＭｓ，探讨了聚氨酯粘合剂和ＭＣＰＣＭｓ对棉织物的体温调节的影响。实验发现，两者都可减缓温度变化，且粘合剂和微胶囊的最佳质量比为１：２—
１：４。Ｉｚｚｏ
Ｒｅｎｚｉ等ｒ３叫通过干涂层技术，使用聚合物
粘合剂将微胶囊涂在天然皮革上，增强了皮革的体温调节能力。微胶囊的加入虽然增加了皮革的硬度，但对皮革的破裂和磨损没有明显影响。２．３微胶囊相变材料在功能热流体中的应用微胶囊相变浆液（ＭＰＣＳ）是将微胶囊悬浮分散于载流体中形成，它既是储热媒介，也是传热流体，
提高了微胶囊的传热，增加了实际应用的可行性。
Ｈｕａｎｇ等【３¨将相变温度为６５℃的石蜡基ＭＣＰＣＭｓ溶于水中制备了ＭＰＣＳ，并研究了体积分数为２５％，３５％，５０％的相变浆液在太阳能系统中应用的传热性能和热性能。当相变材料体积分数为５０％时，由于自然对流受到抑制，传热以传导为主，
传热速率较低，不适用于实际应用。同时换热器的
大小和位置及热输入速率对储热效果有影响，其研究有利于改善间接性热能利用系统的设计。Ｚｈａｎｇ等＿副将混合石蜡为芯材，三聚氰胺树脂为壁材的ＭＣＰＣＭｓ溶于水中制备出ＭＰＣＳ，研究了相变材料对储热传热过程的影响，并讨论了瞬时传热系数、储热量和储热时间等参数，及相变材料质量浓度、储热温度和储罐高度等因素的影响。单纯增加储热温度并不能保证缩短储热时间，储热时间存在局部最大和最小值；相变材料质量浓度和储罐高度的增加可延长储热时间。相变材料的加入可减少设备尺寸和泵的能耗，增加有效比热并在相变时维持较高的温度，进一步提高传热。Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ等”列将相变温度为
１８
ｏＣ、ＭＣＰＣＭｓ含量为４０％的ＭＰＣＳ作为传热媒介
加入天花板中，研究其应用性能。实验表明，ＭＰＣＳ的使用降低了对环境的需求，避免了板面温度的过高，减小了噪音，增大了适用性。
３结束语
微胶囊相变材料能有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，可改善相变材料的应用性能、拓展相变蓄热技术的应用领域，未来应用前景
广阔。国内外学者对ＭＣＰＣＭｓ的制备工艺（包括芯壁种类、芯壁比例、粒径大小、粒径分布等）、储热性能和稳定性等进行了卓有成效的研究，但从目前的
研究来看，微胶囊相变材料的制备与应用还存在以下几点问题：①微胶囊包覆率不高，且存在一定程度的泄漏；②壁材多为有机高分子聚合物，聚合物较低的导热系数严重制约其传热性能；③应用相对专一。
１２６
应用化工
第４２卷
因此，丰富芯材和壁材选择的多样化，开发新型有
机／无机复合型壁材、可应用于不同领域的ＭＣＰＣＭｓ
以及其商品化应用；进一步优化工艺条件，提高包覆率，降低制备成本；强化长周期使用条件下使用性能以及使用性能和结构间的关系研究依然是今后研究
的重点。
参考文献：
［１］梁治齐．微胶囊技术及其应用［Ｍ］．北京：中国轻工业
出版社，１９９９．［２］Ｗａｎｇ
Ｙ，ＸｉａＴ
Ｄ，ＺｈｅｎｇＨ，ｅｔａｉ．Ｓｔｅａｒｉｅａｃｉｄ／ｓｉｌｉｃａｆｕｍｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｓ
ｆｏｒｍ－ｓｔａｂｌｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｒ－
ｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
ａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇｓ，２０１１，４３：
２３６５－２３７０．
［３］“ｗ，Ｚｈａｎｇ
Ｘｘ，ＷａｎｇｘＣ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒ－
ａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｅｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ
ｗｉｔｈ
ｌｏｗ
ｒｅｍｎａｎｔｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｔｅｎｔ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，２００７，１０６：４３７４４２．
［４］ＦａｎＹＦ，ＺｈａｎｇＸＸ，ＷａｎｇＸＣ，ｅｔａ１．Ｓｕｐｅｒ—ｃｏｏｌｉｎｇｐｒｅ—
ｖｅｎｔｉｏｎ
ｏｆｍｉｅｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．
ＴｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｅａＡｃｔａ，２００４，４１３：１．６．
［５］熊伟，朱金华，文庆珍，等．相变储能微胶囊的制备和
表征［Ｊ］．新型建筑材料，２０１１（６）：８３－８５．
［６］包艳华，王庭慰，潘炜．潜热蓄热用微胶囊化脂肪酸相
变材料［Ｊ］．精细化工，２０１１，２８（４）：３２４．３２７．［７］Ｃｈｅｎ
Ｌ，ＸｕＬＬ，ＳｈａｎｇＨＢ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｏｆ
ｂｕｌｌ
ｓｔｅａｒａｔｅ
ａｓ
ａ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｂｙｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ
ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｉｎ
ａ
ｐｏｌｙｕｒｅａ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
Ｃｏｎ－
ｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００９，５０：７２３－７２９．
［８］ＺｈａｎｇＨｚ，ＷａｎｇＸＤ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏ－
ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｎ—ｏｃｔａｄｅｅａｎｅｗｉｔｈｐｏｌｙｕｒｅａｓｈｅｌｌｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｆｔｓｅｇｍｅｎｔｓｆｏｒｈｅａｔｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅａｎｄｔｈｅｒｍａｌ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ
Ｅｎｅｒｇｙ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｓｏｌａｒ
ＣｅＨｓ，
２００９，９３：１３６６—１３７６．
［９］尚建丽，王争军，李乔明，等．界面聚合法制备微胶囊相变材料的试验研究［Ｊ］．材料导报，２０１０，２４（３）：９２．
９４．
［１０］Ａｌｋａｎ
ｃ，ＳａｒＡ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒ－
ｔｉｅｓａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｎ－ｅｉｃｏ－
ｓａｎｅ
ａｓ
ｎｏｖｅｌ
ｐｈａｓｅ
ｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１１，
５２：６８７－６９２．
［１１］Ｓａｒ
Ａ，ＡｌｋａｎＣ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｅｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ．ｔｉｏｎ
ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＰＭＭＡ／ｎ・－ｈｅｐｔａｄｅｃａｎｅｍｉ・－
ｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓａｓ
ｎｏｖｅｌｓｏｌｉｄ－－ｌｉｑｕｉｄｍｉｃｒｏ・・ＰＣＭｆｏｒｔｈｅｒｍａｌ
ｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｅｎｅｒｇｙ，２０１０，８７：１５２９—１５３４．
［１２］Ａｌｋａｎ
Ｃ，ＳａｒＡ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃ．
ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆｍｉｃｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｓｏ—
ｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＳｏｌａｒＣｅｉｌｓ，２００９，９３：１４３—１４７．
万方数据
［１３］ＳａｔＡ，Ａｌｋａｎ
Ｃ，ＫａｒａｉｐｅｋｌｉＡ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ，Ｉ－ｏｃｔａｃｏｓａｎｅ
ａｓ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒ
ｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙ，２００９，８３：１７５７—１７６３．
［１４］ＭａＳ，Ｓｏｎｇ
ＧＬ，ＬｉＷ，ｅｔａ１．ＵＶｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｉｎｉｔｉａｔｅｄＭＭＡ
ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｔｏｐｒｅｐａｒｅｍｉｅｒｏｃａｐｓｕｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｈａｓｅ
ｃｈａｎｇｅ
ｐａｒａｆｆｉｎ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ
ＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，
２０１０．９４：１６４３・１６４７．
［１５］Ｗａｎｇ
Ｙ，ＸｉａＴＤ，扎ｎｇＨＸ，ｅｔａ１．Ｓｔｅａｒｌｃａｅｌｄ／ｐｏｌｙｍｅｔｈ－
ｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
ａｓ
ｆｏｒｍ－ｓｔａｂｌｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａ－
ｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｌａｔｅｎｔｈｅａｔｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗ－
ａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，２０１ｌ，３６：１８１４－１８２０。
［１６］Ｓｆｆｎｃｈｅｚ—ＳｉｌｖａＬ，ＲｏｄｒｉｇｕｅｚＪＦ，ＲｏｍｅｒｏＡ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎ－
ｅａｐｓｕｌａｔｉｏｎｏｆＰＣＭｓ
ｗｉｔｈ
ａ
ｓｔｙｒｅｎｅ－ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｅｒｙｌａｔｅ
ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ
ｓｈｅＵ
ｂｙｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ・ｌｉｋｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．
ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０１０，１５７：２１６ｊ２２２．
［１７］ＬｉＷ，ＳｏｎｇＧＬ，ＴａｎｇＧＹ，ｅｔａ１．Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｅｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓｈｅｌ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ，２０１
１，３６：７８５．
７９１．
［１８］李伟，张兴祥，由明．悬浮聚合法制备相变材料微／纳
胶囊［Ｊ］．高分子材料科学与工程，２０１０，２６（２）：３６－３９．［１９］Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ
ＡＭ，ＶａｌｖｅｒｄｅＪＬ，ＲｏｄｆｌｇｕｅｚＪＦ，ｅｔａ１．Ｓｙｎ．ｔｈｅｓｉｓａｎｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｍｉｅｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ
ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ＲｕｂｉｔｈｅｒｍＲＴ２７ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｐｒａｙ
ｄｒｙｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｍａｌ，２０１１，１６６：３８４－３９０．
［２０］Ｂａｙ６ｓ－Ｇａｒｅａ
Ｌ，ＶｅｎｔｏｌａＬ，ＣｏｒｄｏｈｉＵａＲ。ｅｔａ１．Ｐｈａｓｅｅｈ．
ａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＰＣＭ）ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｏｓｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈｅＨ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ａｎｄｔｈｅｒｍａｌ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ
ＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＳｏｌａｒＣｅｉｌｓ，２０１０，
９４：１２３５－１２４０．
［２１］ＦａｎｇＧＹ，Ｃｈｅｎｚ，ＬｉＨ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉ－
ｃｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄ
ｐａｒａｆｆｉｎ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ｗｉｔｈ
Ｓｉ０２ｓｈｅｎ
ａｓ
ｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－
ｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０１０，１６３：１５４－１５９．
［２２］刘先之，刘凌志，门永锋．石蜡相变微胶囊的制备与表
征［Ｊ］．应用化学，２０１２，２９（Ｉ）：９．１３．［２３］ＺｈａｎｇＴ，Ｗａｎｇ
Ｙ，ＳｈｉＨ，ｅｔａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍ．
ａｎｃｅｓｏｆ
ｎｅｗ
ｋｉｎｄｍｉｃｒｏｅｎｅａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅ—ｒｉａｌｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｓｔｅａｒｉｃ
ａｃｉｄｃｏｒｅａｎｄｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓｈｅＨ
［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１２，６４：１－７．
［２４］王信刚，马保国，王凯，等．相变储能建筑材料的研究
进展［Ｊ］．节能，２００５，１２：１０．１４．［２５］Ｃａｓｔｅｎ６ｎＣ，Ｍｅｄｒａｎｏ
Ｍ，ＲｏｃａＪ，ｅｔａ１．Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ｍｉｅｒｏｅｎ．
ｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｓａｎｄｗｉｃｈｐａｎｅｌｓ［Ｊ］．
ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，２０１０，３５：２３７０－２３７４．
Ａ
Ｍ，ＣａｒｒｎｏｎａＭ，ＳａｎｅｈｅｚＭＬ。ｅｔａ１．Ｉｍｐｒｏ．
ｖｅｍｅｎｔ
ｏｆｔｈｅ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｂｅｈａ、，ｉｏｕｒｏｆｇｙｐｓｕｍｂｌｏｃｋｓｂｙｔｈｅ
ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＰＣＭＳｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ
ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｗｉｔｈ
ａｎ
ｏｐｔｉｍａｌｃｏｒｅ／ｃｏａｔｉｎｇ
ｍａｓｓ
ｒａｔｉｏ［Ｊ］．Ａｐｐｕｅｄ
Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３０：
１】６４．１１６９
［２６］Ｂｏｒｒｅｇｕｅｒｏ
第１期［２７］Ｓｃｈｏｓｓｉｇ
ｓｔｍｃｔｉｏｎ
Ｐ，ＨｅｎｎｉｎｇＨ
师欢等：微胶囊相变材料研究进展
Ｍ，Ｇｓｃｈｗａｎｄｅｒｓ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏ－ｅｎ．
ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
ｉｎｔｏ
ｃｏｎ－・
１２７
３０：１３６９－１３７６．
ｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅ—，ｃｈａｎｇｅ
［３１］Ｈｕａｎｇ
ＭＪ，ＥａｍｅｓＰＣ，ＭｅＣｏｒｍａｃｋＳ，ｅｔａ１．Ｍｉｃｒｏｅｎｅａｐ－
ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｓｏｌａｒｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｓｌｕｒｒｉｅｓｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｉｎ
ａ
ＣｅＨｓ，２００５，８９：２９７－３０６．
ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ
Ｅｎｅｒｇｙ，
［２８］闫飞，陆大年．织物整理用相变微胶囊的制备［Ｊ］．印
染助剂，２０１１，２８（１）：３２．３４．［２９］Ｓａｌａｔｉｎ
Ｆ，Ｄｅｖａｕｘ
２０１１（３６）：２９３２－２９３９．
［３２］Ｚｈａｎｇ
ｓｔｏｒａｇｅ
ＹＬ，ＷａｎｇＳＦ，ＲａｏＺＨ，ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｈａｓｅ
ｏｎ
ｈｅａｔ
Ｅ，ＢｏｕｒｂｉｇｏｔＳ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｒｍｏｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｆａｂｒｉｃｅｏｎｔｍｎｉｎｇ
ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ
Ａｃｔａ，２０１０，
ｃｈａｎｇｅ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｏｆｃｏｔｔｏｎｍａｔｅｒｉａｌ
ｓｌｕｒｒｙ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ
ＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ５０６：８２－９３．
ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｅａ
２０１１（９５）：２７２６－２７３３．
［３３］Ｇｒｉｆｌｑｔｈｓ
ｎａｔｕ—
ＰＷ，ＥａｍｅｓＰ
Ｃ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｈｉｌｌｅｄｃｅｉｌｉｎｇ
ａｓ
［３０］ＲｅｎｚｉＡＩ，ＣａｒｆａｇｎａＣ，ＰｅｒｓｉｃｏＰ．Ｔｈｅｒｍｏｒｅｇｕｌａｔｅｄｐａｎｅｌｓ
ｕｓｉｎｇ
ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｓｌｕｒｒｉｅｓ
ｔｈｅｈｅａｔ
ｒａｌｌｅａｔｈｅｒｕｓｉｎｇｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆ
Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，
ｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．ＡｐｐＨｅｄＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７（２７）：１７５６．１７６０．
ｂｉｏｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ
（上接第１１７页）
由图５可知，共聚物的阻垢率都是随着反应的
时间先增大，而后趋于平稳的。反应时间较短时，聚
交联，生成交联高分子而影响共聚物的阻垢性能。故选择温度以７０℃为好。
合反应不完全，生成的共聚物较少，其阻垢性能较
低。随着时间的增长，聚合物的阻垢率大致趋于稳
定，因此，时间选择３ｈ为好。
瀑
碍蜾
３结论
合成丙烯酸共聚物的最佳工艺条件为：丙烯酸：甲基丙烯酸甲酯为５：１（摩尔比），引发剂用量为
５８
６０
６２
６４
６６
６８
７０
’７２
‘７４
’７６
商
２％，分子量调节剂为９．５％，反应温度为７０℃，反应
时间为３ｈ。共聚物具有良好的阻垢性能，阻垢率能达到８７．２１％，为丙烯醛生产厂家产生的低浓度废
ｏｎ
反应温度，℃
图４反应温度对阻垢率的影响
Ｆｉｇ．４
Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ａｎｔｉ－ｓｃａｒｉｎｇｒａｔｅ
丙烯酸水溶液处理提供了方向。参考文献：
［１］景志刚，刘肖飞，葛汉青．丙烯醛合成催化剂及工艺技
术［Ｊ］．现代化工，２００９，２９（９）：３０－３１．［２］
易昌风，徐祖顺，程时远，等．高分子表面活性的功能和用途［Ｊ］．湖北化工，１９９７，１４（２）：８－１０．
２．５时间对阻垢率的影响
改变反应时间，其他条件同上，实验结果见
图５。
冰
静蟓
［３］张鹏，王兆华．丙烯酸树脂防腐涂料及应用［Ｍ］．北京：
化学工业出版社，２００３．［４］
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．ＧＢ／Ｔ１６６３２－－２００８水处理剂阻
西
垢性能的测定——碳酸钙沉积法［Ｓ］．北京：中国标准
时间，ｌｌ
出版社，２００８．
ｏｎ
图５反应时问对阻垢率的影响
Ｆｉｇ．５
Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ
ａｎｔｉ—ｓｃａｌｉｎｇ
ｒａｔｅ
应用化工投稿系统
Ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｇｙｙｈｇ．ＣＢ
万方数据
微胶囊相变材料研究进展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
师欢， 王毅， 冯辉霞， 郑翰， SHI Huan， WANG Yi， FENG Hui-xia， ZHENG Han兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州,730050应用化工
Applied Chemical Industry2013,42(1)2次
参考文献(33条)
1.梁治齐 微胶囊技术及其应用 1999
2.J Wang Y;Xia T D;Zheng H Stearic acid/silica tume composite as form-stable phase change material for thermalenergy storage 2011
3.Li W;Zhang X X;Wang X C Preparation and characterization of microencapsulated phase change material with lowremnant formaldehyde content 2007
4.Fan Y F;Zhang X X;Wang X C Super-cooling prevention of microencapsulated phase change material 20045.熊伟;朱金华;文庆珍 相变储能微胶囊的制备和表征[期刊论文]-新型建筑材料 2011(06)6.包艳华;王庭慰;潘炜 潜热蓄热用微胶囊化脂肪酸相变材料[期刊论文]-精细化工 2011(04)
7.Chen L;Xu L L;Shang H B Microencapsulation of butyl stearate as a phase change material by interfacialpolycondensation in a polyurea system 2009
8.Zhang H Z;Wang X D Synthesis and properties of microencapsulated n-octadecane with polyurea shells containingdifferent soft segments for heat energy storage and thermal regulation 2009
9.尚建丽;王争军;李乔明 界面聚合法制备微胶囊相变材料的试验研究[期刊论文]-材料导报 2010(03)
10.Alkan C;Sar A;Karaipekli A Preparation,thermal properties and thermal reliability of microencapsulated n-eicosaneas novel phase change material for thermal energy storage 2011
11.Sar A;Alkan C;Karaipekli A Preparation,characterization and thermal properties of PMMA/n-heptadecanemicrocapsules as novel solid-liquid micro-PCM for thermal energy storage 2010
12.Alkan C;Sar A;Karaipekli A Preparation,characterization,and thermal properties of microencapsulated phase changematerial for thermal energy storage 2009
13.Sar A;Alkan C;Karaipekli A Microencapsulated noctacosane as phase change material for thermal energy storage 200914.Ma S;SOng G L;Li W UV irradiation-initiated MMA polymerization to prepare mierocapsules containing phase changeparaffin 2010
15.Wang Y;Xia T D;Feng H X Stearic acid/polymethylmethacrylate composite as form-stable phase change materials forlatent heat thermal energy storage 2011
16.Sánchez-Silva L;Rodríguez J F;Romero A Microencapsulation of PCMs with a styrene-methyl methacrylate copolymershell by suspension-like polymerization 2010
17.Li W;Song G L;Tang G Y Morphology,structure and thermal stability of microencapsulated phase change material withcopolymer shell 2011
18.李伟;张兴祥;由明 悬浮聚合法制备相变材料微/纳胶囊[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2010(02)
19.Borreguero A M;Valverde J L;Redríguez J F Synthesis and characterization of microcapsules containing RubithermRT27 obtained by spray drying 2011
20.Bayés-Garca L;Ventola L;Cordobilla R Phase change materials (PCM) microcapsulos with different shellcompositions:Preparation,characterization and thermal stability 2010
21.Fang G Y;Chen Z;Li H Synthesis and properties of microencapsulated paraffin composites with SiO2 shell as thermalenergy storage materials 2010
22.刘先之;刘凌志;门永锋 石蜡相变微胶囊的制备与表征[期刊论文]-应用化学 2012(01)
23.Zhang T;Wang Y;Shi H Fabrication and performances of new kind microencapsulated phase change material based onstearic acid core and polycarbonate shell 2012
24.王信刚;马保国;王凯 相变储能建筑材料的研究进展[期刊论文]-节能 2005(12)
25.Castell6n C;Medrano M;Boca J Effect of microencapsulated phase change material in sandwich panels 2010
26.Borreguero A M;Carmona M;Sanchez M L Improvement of the thermal behaviour of gypsum blocks by the incorporationof microcapsules containing PCMS obtained by suspension polymerization with an optimal core/coating mass ratio[外文期刊] 2010
27.Schossig P;Henning H M;Gschwander S Micro-encapsulated phase-change materials integrated into constructionmaterials 2005
28.闫飞;陆大年 织物整理用相变微胶囊的制备[期刊论文]-印染助剂 2011(01)
29.Salaün F;Devaux E;Bourbigot S Thermoregulating response of cotton fabric containing microencapsulated phasechange materials 2010
30.Renzi A I;Carfagna C;Persico P Thermoregulated natural leather using phase change materials:An example ofbioinspiration 2010
31.Huang M J;Eames P C;McCormack S Microencapsulated phase change slurries for thermal energy storage in aresidential solar energy system 2011(36)
32.Zhang Y L;Wang S F;Rao Z H Experiment on heat storage characteristic of microencapsulated phase change materialslurry 2011(95)
33.Griffiths P W;Eames P C Performance of chilled ceiling panels using phase change material slurries as the heattransport medium[外文期刊] 2007(27)
引证文献(2条)
1.娄本浊 聚氨基甲酸酯-聚脲微胶囊的动态光散射研究[期刊论文]-应用化工 2013(8)
2.王华敏.刘志明.彭涛 纳米纤维素复合相变储能气凝胶制备进展[期刊论文]-广东化工 2013(23)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_sxhg201301034.aspx