CN103341342A - 一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法 - Google Patents
一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103341342A CN103341342A CN2013101921894A CN201310192189A CN103341342A CN 103341342 A CN103341342 A CN 103341342A CN 2013101921894 A CN2013101921894 A CN 2013101921894A CN 201310192189 A CN201310192189 A CN 201310192189A CN 103341342 A CN103341342 A CN 103341342A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyethylene glycol
- microcapsule
- ethyl cellulose
- preparation
- liquid paraffin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
本发明公开了一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法。参照有机相分离法制备微胶囊的原理制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊，其工艺简单、涉及原料种类少、高效、环保。本发明制备出的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊，在一定温度范围内发生相变，吸收或释放热能，可以用作储能调温相变材料。通过改变原料的配比，可以改变微胶囊中聚乙二醇的包覆率，能够满足多种储能调温要求；通过调整工艺条件，可以制备出不同粒径的微胶囊，满足不同应用场所要求。
Description
技术领域
本发明属于一种可以用作储能调温相变材料的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法，特别涉及参照有机相分离法制备微胶囊的技术制备芯材可溶于溶剂的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊制备方法。
背景技术
有机相分离法是一种传统的制备微胶囊的技术，其原理是选择互不相溶的芯材和壁材、互溶的溶剂和非溶剂，而芯材既不溶于溶剂也不溶于非溶剂、壁材只溶于溶剂不溶于非溶剂；将芯材以固体小颗粒或者小液滴形式分散入溶有壁材的溶剂中形成乳液，把非溶剂以一定速度加入上述乳液中、并以一定速度搅拌，壁材物质就会在芯材颗粒或者液滴表面析出成膜，经固化干燥后，形成微胶囊。
聚乙二醇是一种不易燃烧、无毒、无污染的高分子聚合物，相变焓值高，无过冷现象及相分离问题，比起无机水合盐及石蜡等，是较为理想的相变储能材料。但是聚乙二醇熔点较低，受热易熔化成液体，使用起来不方便。目前，一种应用聚乙二醇的方式是通过物理吸附的方法(Karaman S，Karaipekli A，Sari A，et al.Polyethylene glycol(PEG)/diatomite composite as a novel form-stable phase change material for thermal energy storage[J].Solar Energy Materials and Solar Cells.2011，95(7)：1647-1653.)，使聚乙二醇被珍珠岩、硅藻土、膨胀石墨等有孔物质吸附、形成复合相变材料；另一种方式是采用化学接枝方法(Jiang Y，Ding E，Li G.Study on ttransition characteristics of PEG-CAD solid-solid phase change materials[J].Polymer.2002，43：117-122.)，使聚乙二醇分子链端的羟基与作为支架的高分子链上的官能团反应，形成一种新的共聚物作为固-固定形相变材料。前一种方式因为吸附聚乙二醇的量有限且容易泄漏，储能少，调温不显著；后一种方式的生产过程繁复，且新形成的化学键影响聚乙二醇的结晶，降低其结晶焓值。
又由于聚乙二醇极易溶于水，还可溶于苯、甲苯、二氯甲烷、乙醇等常见有机溶剂，很难采用通常的方法对其微胶囊化，使得对聚乙二醇的应用开发收到很大限制。
参照有机相分离法制备微胶囊的原理，以聚乙二醇为芯材、乙基纤维素做壁材制备的微胶囊，工艺简单、产率高、包覆率大，能够克服上述缺点，是一种能够广泛应用的相变储能材料；而且滤液中所含的四氯化碳及液态石蜡经分离后可以重复使用，实现了零排放，安全环保。
发明内容
本发明提出了一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法，以乙基纤维素作为壁材、聚乙二醇作为芯材、四氯化碳作为溶剂、液态石蜡作为非溶剂，参照有机相分离法制备出可用作储能调温相变材料的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊。
参照有机相分离法制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊包括以下步骤：
(1)将1.0～11.0g聚乙二醇加入溶有1.0～2.0g乙基纤维素的30～80g的四氯化碳 中，配成混合溶液；
(2)取液态石蜡50～150g置于三口瓶中，以一定速度搅拌，控制温度高于20℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以一定速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊产品。
进一步地，所制备的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的壁材是乙基纤维素-M70。
进一步地，所制备的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的芯材是数均分子量在800～20000范围内的聚乙二醇。
进一步地，所述步骤(2)中的搅拌速度在100～1500rpm范围内。
进一步地，所述聚乙二醇和乙基纤维素的四氯化碳混合溶液滴入速度在1.0～5.0mL/min。
进一步地，所述微胶囊的直径在1～1000μm。
进一步地，所述聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊中聚乙二醇的质量分数在49.1～84.6％范围内。
本发明工艺简单，条件要求低，所制备的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊是一种无规则囊形粉末状物质，能够制备聚乙二醇质量分数在49.1～84.6％范围内的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊，颗粒直径在1～1000μm范围。该产品在低于80℃的环境中，可用作建筑、服装、保温设备等的储能调温相变材料。
具体实施方式
实施例1
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将6.6g聚乙二醇1500加热成液态加入溶有2g乙基纤维素的50g四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取100g熔点在17℃的液态石蜡置于三口瓶中，以100rpm速度搅拌，控制温度在30℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以1.5mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后 继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到8.3g聚乙二醇1500/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇1500/乙基纤维素微胶囊经目测，产品直径在870～1150μm左右，聚乙二醇1500质量分数为76.4％。
实施例2
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将11.0g聚乙二醇1500加热成液态加入溶有2.0g乙基纤维素的80g四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取150g熔点在17℃的液态石蜡置于三口瓶中，以1500rpm速度搅拌，控制温度在30℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以1.0mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到12.4g聚乙二醇1500/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇1500/乙基纤维素微胶囊经扫描电子显微镜观测，产品直径在1～180μm范围内，聚乙二醇1500质量分数为84.6％。
实施例3
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将1.0g聚乙二醇800加热成液态加入溶有1.0g乙基纤维素的30g四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取50g熔点在14℃的液态石蜡置于三口瓶中，以500rpm速度搅拌，控制温度在25℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以1.0mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到1.83g聚乙二醇800/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇800/乙基纤维素微胶囊经扫描电子显微镜观测，产品直径在450～650μm范围内，聚乙二醇800质量分数为49.1％。
实施例4
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将4.4g聚乙二醇1000加热成液态加入溶有2.0g乙基纤维素-M70的50g四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取100g熔点在14℃的液态石蜡置于三口瓶中，以800rpm速度搅拌，控制温度在30℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以1.5mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到6.1g聚乙二醇1000/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇1000/乙基纤维素微胶囊经扫描电子显微镜观测，产品直径在200～400μm范围内，聚乙二醇1000质量分数为68.2％。
实施例5
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将6.0g聚乙二醇2000加热成液态加入溶有1.5g乙基纤维素-M70的55g四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取100g熔点在17℃的液态石蜡置于三口瓶中，以1000rpm速度搅拌，控制温度在30℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以1.3mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到7.37g聚乙二醇2000/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇2000/乙基纤维素微胶囊经扫描电子显微镜观测，产品直径在100～350μm范围内，聚乙二醇2000质量分数为79.2％。
实施例6
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将8.0g聚乙二醇6000加热成液态加入溶有2.0g乙基纤维素-M70的50g四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取100g熔点在14℃的液态石蜡置于三口瓶中，以100rpm速度搅拌，控制温度在30℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以5mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到9.67g聚乙二醇6000/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇6000/乙基纤维素微胶囊经扫描电子显微镜观测，产品直径在860～1070μm范围内，聚乙二醇6000质量分数为79.3％。
实施例7
制备聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊各组分的质量如下：
聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的制备方法如下：
(1)将6.0g聚乙二醇2000加热成液态加入溶有1.6g乙基纤维素-M70的60四氯化碳中，超声振荡60min，配成混合溶液；
(2)取100g熔点在17℃的液态石蜡置于三口瓶中，以1000rpm速度搅拌，控制温度在30℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以1.3mL/min的速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到7.47g聚乙二醇20000/乙基纤维素微胶囊产品。
本发明聚乙二醇20000/乙基纤维素微胶囊经扫描电子显微镜观测，产品直径在130～350μm范围内，聚乙二醇20000质量分数为79.4％。
Claims (7)
1.一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法，其特征在于有以下制备步骤：
(1)将1.0～11.0g聚乙二醇加入溶有1.0～2.0g乙基纤维素的30～80g的四氯化碳中，配成混合溶液；
(2)取液态石蜡50～150g置于三口瓶中，以一定速度搅拌，控制温度高于20℃；
(3)将(1)中得到的混合溶液以一定速度滴入(2)中的液态石蜡中，滴完后继续搅拌120min，保温静置120min；
(4)降至室温，抽滤，正己烷洗涤，干燥，除去微胶囊表面的液态石蜡和正己烷，水洗，除去微胶囊表面的聚乙二醇，再干燥，可得到聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的壁材是乙基纤维素。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的芯材是数均分子量在800～20000范围内的聚乙二醇。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：液态石蜡的搅拌速度在100～1500rpm范围内。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：溶有聚乙二醇和乙基纤维素的四氯化碳混合溶液加入液态石蜡的速度在1.0～5mL/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述微胶囊的直径在1～1000μm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备的聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊中聚乙二醇的质量分数在49.4～84.6％范围内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101921894A CN103341342A (zh) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | 一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101921894A CN103341342A (zh) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | 一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103341342A true CN103341342A (zh) | 2013-10-09 |
Family
ID=49276195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013101921894A Pending CN103341342A (zh) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | 一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103341342A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105733037A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-07-06 | 江苏通用科技股份有限公司 | 一种含有固-固相变材料的轮胎胶料及其制备方法 |
| CN108558281A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-09-21 | 中国石油大学(北京) | 一种海底夹层管道及其专用相变微胶囊 |
| CN108620005A (zh) * | 2017-03-24 | 2018-10-09 | 天津工业大学 | 一种聚乙二醇胶囊及其制备方法 |
| CN108854876A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-11-23 | 南京林业大学 | 一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN108940147A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-07 | 南京林业大学 | 一种聚乙二醇/三醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN109054765A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 南京林业大学 | 一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN114921231A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-19 | 安徽理工大学 | 一种采用乙基纤维素涂层封装的相变微胶囊及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1695787A (zh) * | 2005-03-29 | 2005-11-16 | 东华大学 | 溶液沉淀聚合法合成无机相变储能微胶囊 |
| US20060127668A1 (en) * | 2002-09-10 | 2006-06-15 | Schill & Seilacher Ag | Microcapsules used for producing rubber and method for their production |
| CN101555401A (zh) * | 2008-04-10 | 2009-10-14 | 中国科学院化学研究所 | 有机相变储能材料的微胶囊及其制备方法 |
| CN103230765A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-07 | 中国石油大学(北京) | 一种生产聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的物料工艺组成 |
-
2013
- 2013-05-23 CN CN2013101921894A patent/CN103341342A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060127668A1 (en) * | 2002-09-10 | 2006-06-15 | Schill & Seilacher Ag | Microcapsules used for producing rubber and method for their production |
| CN1695787A (zh) * | 2005-03-29 | 2005-11-16 | 东华大学 | 溶液沉淀聚合法合成无机相变储能微胶囊 |
| CN101555401A (zh) * | 2008-04-10 | 2009-10-14 | 中国科学院化学研究所 | 有机相变储能材料的微胶囊及其制备方法 |
| CN103230765A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-07 | 中国石油大学(北京) | 一种生产聚乙二醇/乙基纤维素微胶囊的物料工艺组成 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105733037A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-07-06 | 江苏通用科技股份有限公司 | 一种含有固-固相变材料的轮胎胶料及其制备方法 |
| CN108620005A (zh) * | 2017-03-24 | 2018-10-09 | 天津工业大学 | 一种聚乙二醇胶囊及其制备方法 |
| CN108558281A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-09-21 | 中国石油大学(北京) | 一种海底夹层管道及其专用相变微胶囊 |
| CN108854876A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-11-23 | 南京林业大学 | 一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN108940147A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-07 | 南京林业大学 | 一种聚乙二醇/三醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN109054765A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 南京林业大学 | 一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN109054765B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-01-01 | 南京林业大学 | 一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN108854876B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-01-01 | 南京林业大学 | 一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN108940147B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-01-01 | 南京林业大学 | 一种聚乙二醇/三醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法 |
| CN114921231A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-19 | 安徽理工大学 | 一种采用乙基纤维素涂层封装的相变微胶囊及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103341342A (zh) | 一种关于聚乙二醇相变储能复合材料微胶囊的制备方法 | |
| Jamekhorshid et al. | A review of microencapsulation methods of phase change materials (PCMs) as a thermal energy storage (TES) medium | |
| Wang et al. | Fabrication and characterization of microcapsulated phase change materials with an additional function of thermochromic performance | |
| Deng et al. | Responsive colloidal polymer particles with ordered mesostructures | |
| Wang et al. | Effects of fabricated technology on particle size distribution and thermal properties of stearic–eicosanoic acid/polymethylmethacrylate nanocapsules | |
| Al Shannaq et al. | Microencapsulation of phase change materials (PCMs) for thermal energy storage systems | |
| Konuklu et al. | Nanoencapsulation of n-alkanes with poly (styrene-co-ethylacrylate) shells for thermal energy storage | |
| EP2440321B1 (en) | Low density hydrophobic material and method of making the same | |
| CN100543052C (zh) | 纳米级交联聚苯乙烯中空微球的制备方法 | |
| Pandey et al. | Facile technique to encapsulate phase change material in an amphiphilic polymeric matrix for thermal energy storage | |
| Xing et al. | Microencapsulation of fatty acid eutectic with polyvinyl chloride shell used for thermal energy storage | |
| CN102585221B (zh) | 一种多孔聚酰亚胺微球的制备方法 | |
| CN104624124B (zh) | 液晶微胶囊及其制备方法 | |
| Wang et al. | Synthesis and characterization of microencapsulated sodium phosphate dodecahydrate | |
| CN104624132A (zh) | 环氧树脂自修复微胶囊及其制备方法 | |
| Kong et al. | Engineering polymeric composite particles by emulsion-templating: thermodynamics versus kinetics | |
| CN103342991A (zh) | 复合纳米胶囊相变材料及其制备方法 | |
| Luo et al. | Colloidal particles with complex microstructures via phase separation in swelled polymer microspheres | |
| NO126662B (zh) | ||
| CN103464066A (zh) | 一种相变材料微胶囊的制备方法 | |
| CN103611945A (zh) | 利用液/液界面反应一步制备双亲性Janus金纳米粒子的方法 | |
| CN100496698C (zh) | 一种相变微胶囊及其制备方法 | |
| CN105802586A (zh) | 一种石蜡相变储能微胶囊及其制备方法和应用 | |
| Mohammadi et al. | Nanoencapsulation of butyl palmitate in polystyrene-co-methyl methacrylate shell for thermal energy storage application | |
| CN103113585B (zh) | 聚酰亚胺实心微球的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131009 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |