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端羟基聚丁二烯聚氨酯相变微胶囊的制备及其性能是什么?

为解决调温纤维纺丝过程中微胶囊易堵网的问题,利用和六亚甲基二异氰酸酯的界面聚合反应制备以复配石蜡为芯材、聚氨酯为壁材的可形变相变微胶囊,借助激光粒度仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、热分析仪等测试手段,研究了聚氨酯相变微胶囊的粒度及其分布、微观形貌、分子结构和芯材包覆率,并考察了其热稳定性、循环稳定性以及抗渗透性。结果表明:微胶囊的粒径分布集中在1~15 μm,平均粒径为8 μm,分散良好无黏连,表面圆整致密,具有较好的形变能力;差热分析显示包覆率为46.45%,相变潜热为121.13 J/g;微胶囊耐热温度为182 ℃,相比纯石蜡提高了29 ℃,经30次冷热循环仍保持良好稳定性,且有较高的抗渗透性。
相变材料(PCM)因其具有热能贮存和温度调节功能,以及蓄热密度大和温度变化小的特点,已经引起人们的密切关注并被广泛研究。PCM可在特定温度或温度区间发生相态转变,并伴随吸收或放出大量潜热,实现储热或蓄冷。微胶囊化是用连续膜材包覆单个颗粒或液滴的过程,以产生微米至纳米尺寸的胶囊。相变材料微胶囊(Micro PCM)应用微胶囊化技术在相变材料表面包覆一层性能稳定的膜,构成具有核壳结构的复合材料,从而可有效解决PCM的泄漏、相分离及腐蚀性等问题,克服PCM直接使用带来的局限性,拓宽PCM的应用领域。
高校的陶艺教育也要适应当下艺术的大潮流,对于陶瓷艺术的教育方向和素养定位也应以一种更为包容的方式呈现出来。陶艺教学方式,不是取决于个人的意志或兴趣,而是依据历史与国情决定的,面对已形成的教育方式,更要思考其形成的历史渊源和当下的发展状态,既不能故步自封也不一味盲从,任何单一的“拿来主义”与“形式主义”都是有害无益。高校陶艺教学应跳出固有的思维定式,关注社会、强调观念、注重创新,从而促进当代陶艺的生态良性发展。
微胶囊由芯材和囊壁2部分组成,石蜡作为能量储存的优良材料,具有无相分离、无腐蚀性、耐用、生态无害且价廉等优点,成为许多研究者选择的囊芯材料,本研究将正十六烷和正十八烷复配[8]后进行实验以得到合适的相变温度范围。由于囊壁的性质对微胶囊产品的性能(透过性、稳定性和黏结性等)及应用起着决定性作用,因此在设计合成微胶囊时,必须根据囊芯的物理化学特征和应用领域等来选择囊壁材料。目前制备微胶囊的研究大多数以密胺树脂、脲醛树脂、尿素改性密胺树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂为囊壁,用以上囊壁材料制备的微胶囊有其优点,但受制备工艺及材料本身性能的影响,在壁材中可能残留甲醛,对环境和人体造成伤害,硬的壁材还会造成调温纤维纺丝过程的堵网等问题。
端羟基聚丁二烯(HTPB)又称液体橡胶,是以丁二烯为主链结构带有端羟基官能团的遥爪型预聚物,具有较长的非极性碳链和2个端羟基,以其制备的弹性体具有优异的力学性能,良好的耐油和耐水性能、耐酸碱、耐磨性能,同时具有室温下稳定、不会产生微小裂纹的优点。选取HTPB合成聚氨酯作为微胶囊的壁材,未见文献报道。利用HTPB优异的弹性和柔韧性,可改善微胶囊的可形变性,以便在制备调温纤维的过程中微胶囊能顺利地通过喷丝孔,同时具有良好的耐热、耐候性,较好的力学性能以及密封性,满足制备调温纤维的需要。
为解决调温纤维纺丝过程中微胶囊易堵网的问题,降低微胶囊堵网的可能性,提高生产效率,本文采用界面聚合法制备以复配石蜡为囊芯、端羟基聚丁二烯聚氨酯为囊壁的相变微胶囊。借助激光粒度仪、场发射电子扫描显微镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)等对微胶囊进行系统地表征与分析,同时对相变微胶囊的形变性、耐热性能、循环稳定性以及抗渗透性进行研究。