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30

2023

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08

你对相变微胶囊材料的制备技术了解吗

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      在进行相变微胶囊材料制备时,目前主要应用的成膜方法包括原位聚合法、界面聚合法、乳液一溶剂蒸发法、复合凝聚法、溶胶凝胶法和喷雾干燥法。

      原位聚合法:指在胶囊化过程中,把反应性单体与催化剂全部加人芯材分散介质,反应单体与催化剂以全部位于相变材料乳化液滴的内部或者外部为特征。原位聚合要求单体在微胶囊体系的连续相中是可溶的,而聚合物单体能够产生相对分子质量低的不可溶预聚物。所以聚合反应发生在分散相芯材上,反应开始单体先发生聚合,当聚体尺寸增大后,沉积在芯材表面。由于聚合和交联的不断进行,最终形成可覆盖芯材液滴全部表面的固体微胶囊外壳。均聚、共聚和缩聚等高分子反应都是原位聚合中常用的成膜方法,该方法中常用的单体主要是尿素甲醛、三聚氰胺一甲醛及其共聚合改性单体聚合物。

      界面聚合法:至少需要两种单体,且两种单体要分别存在于不相容的相变材料乳化体系中。该体系可分为连续相和分散相,通常将相变乳液设置在分散相中。当发生聚合时,两种单体分别从分散相和连续相中向两相界面处移动,然后单体经聚合反应形成聚合物薄膜将芯材包覆成微胶囊。主要反应有界面加成聚合和界面缩合聚合,水溶性芯材和油溶性芯材的微胶囊均适用。该方法条件温和、速度快,且对单体纯度和原料配比要求不高,因此应用较为广泛。用于界面聚合的单体主要有二异氰酸醋、二胺、二酞氯等,近年来采用苯乙烯、二乙烯苯和丙烯酸醋为囊壁材料的研究也逐步增多。

      乳液一溶剂蒸发法:通常在搅拌情况下,使油相和水相在表面活性剂的作用下形成稳定乳液,然后使油相溶剂通过连续相挥发后,芯材和壁材因表面张力不同而形成壳/核结构。该方法可将油相直接散人水相进行乳化,也可以使用相反转乳化方法。而微胶囊的尺寸大小可通过高剪切分散乳化机或超声波细胞粉碎机等设备进行乳化控制。

      复合凝聚法:指由两种或多种带有相反电荷的高分子材料做壁材,将芯材分散在壁材溶液中,在适当条件下使得带相反电荷的聚合物间发生静电作用而成膜。带相反电荷的高分子材料相互作用后,溶解度降低并产生相分离,凝聚形成微胶囊。在此过程中,两种电荷相反的聚合物离子所带电荷数要恰好相等,这种条件可以通过调节溶液pH值得到。常用的反应物质为明胶、阿拉伯胶等,为了增强防水性能,还能使用甲醛、戊二醛或丹宁酸进行交联。溶胶凝胶法:要先将前驱体溶于溶剂中形成均匀溶液,然后使溶质与溶剂发生水解或者醇解反应,形成稳定溶胶;然后再加人相变芯材,使溶胶在芯材微粒表面形成凝胶,从而制得包覆芯材的相变微胶囊,是一种常用的微胶囊制备方法。

      喷雾干燥法:先将芯材物质分散在预先液化的壁材溶液中,然后在高速气流中将此混合液雾化,使溶解壁材的溶剂迅速蒸发,从而使壁材固化并最终将芯材物质微胶囊化。喷雾干燥法最适合于亲油性液体的微胶囊化,芯材的疏水性越强,包埋效果越好。

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