CN109054765A - 一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法 - Google Patents

一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法。该相变微胶囊，芯材为聚乙二醇，壁材为乙基纤维素，直径为2～10μm，相变热为95‑135J/g。该制备方法以二氯甲烷为溶剂，将聚乙二醇和乙基纤维素溶解，通过喷雾干燥制得聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。本发明以乙基纤维素为壁材的聚乙二醇相变微胶囊新材料，使用过程中不会释放甲醛，且乙基纤维素易降解。相对其它制备方法，以二氯甲烷为溶剂的喷雾干燥法，无需外加乳化剂，且二氯甲烷易回收，是一种环境友好的制备方法。该聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊粒径范围为2～10μm，相变热为95‑135J/g，在相变材料的制备中将具有广泛的应用。

Description

一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法
技术领域
本发明涉及相变微胶囊技术领域，具体涉及一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法。
背景技术
聚乙二醇作为一种常见的相变材料，因其相变温度变化范围广，同时还具有就较高的相变热，因此得到广泛的关注和研究。但是其存在使用过程中易泄露，相变过程中体积变化大，导热率低等缺点。针对以上缺点，利用成膜材料将相变材料包覆形成相变微胶囊的微胶囊技术能够防止相变材料的泄露和外界环境的接触，控制了相变时的体积变化，同时也增大了传热面积。因此，相变微胶囊已成为目前最具发展力的一类复合相变材料。
目前，最常见的壁材是高分子材料如密胺树脂，脲醛树脂等，其在使用过程中会释放甲醛或难以降解，对环境造成污染，显然不能满足使用需求。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊，具有易降解、无甲醛等优点；本发明的另一目的是提供一种上述聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法。本发明还有一目的是提供一种上述聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的应用。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊，芯材为聚乙二醇，壁材为乙基纤维素，直径为2～10μm，相变热为95-135J/g。
所述的聚乙二醇的分子量为800～20000。
所述的聚乙二醇的分子量为2000。
一种所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，以二氯甲烷为溶剂，将聚乙二醇和乙基纤维素溶解，通过喷雾干燥制得聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
1)将乙基纤维素和聚乙二醇加入到二氯甲烷中，在常温下搅拌溶解，得到透明均一的溶液；
2)将步骤1)中的溶液以1.4～5.4mL/min的速度通过蠕动泵输送进入喷雾干燥装置，经喷雾干燥后，得到聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
所述的乙基纤维素与聚乙二醇的质量比为1∶3～1∶5。
步骤2)中，设置喷雾干燥的出口温度为60～100℃，压缩空气压力为0.14～0.20MPa，空气流速20～40m3/h。
所述的聚乙二醇的分子量为800～20000。
所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊在制备相变材料中的应用。
有益效果：与现有技术相比，本发明聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊及其制备方法具备的优点包括：
1)以乙基纤维素为壁材的聚乙二醇相变微胶囊新材料，使用过程中不会释放甲醛，且乙基纤维素易降解。
2)相对其它制备方法，以二氯甲烷为溶剂的喷雾干燥法，无需外加乳化剂，且二氯甲烷易回收，是一种环境友好的制备方法。
3)利用纤维素包覆相变材料制备出环境友好型相变微胶囊，也是实现纤维素高值化利用的一条重要途径。
4)该聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊粒径范围为2～10μm，相变热为95-135J/g，在相变材料的制备中将具有广泛的应用。
附图说明
图1是实施例1的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的光学显微镜图；
图2是实施例2的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的光学显微镜图；
图3是实施例3的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的光学显微镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
将质量比(乙基纤维素和聚乙二醇的质量比，下同)为1∶3的乙基纤维素和聚乙二醇(分子量为20000)加入到二氯甲烷中，在室温下搅拌3h，得到透明均一的溶液。设置喷雾干燥装置进口温度100℃，压缩空气压力0.18MPa，空气流速40m3/h，以1.4mL/min的速度通过蠕动泵输送溶液进入喷雾干燥装置，通过喷雾干燥得到聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
所制备的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的光学显微镜图如图1所示，在该聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊中，乙基纤维素在外侧，聚乙二醇在内侧，颗粒呈球形，大小较为均一，粒径范围为2～10μm。采用DSC200 F1差示扫描量热仪测得微胶囊的相变热为110J/g。
实施例2
将质量比为1∶4的乙基纤维素和聚乙二醇(分子量为2000)加入到二氯甲烷中，在室温下搅拌3h，得到透明均一的溶液。设置喷雾干燥装置进口温度80℃，压缩空气压力0.20MPa，空气流速25m3/h，以2.8mL/min的速度通过蠕动泵输送溶液进入喷雾干燥装置，通过喷雾干燥得到聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
所制备的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的光学显微镜图如图2所示，在该聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊中，乙基纤维素在外侧，聚乙二醇在内侧，颗粒呈球形，大小较为均一，粒径范围为2～6μm。采用DSC200 F1差示扫描量热仪测得微胶囊的相变热为133J/g。
实施例3
将质量比为1∶5的乙基纤维素和聚乙二醇(分子量为800)加入到二氯甲烷中，在室温下搅拌3h，得到透明均一的溶液。设置喷雾干燥装置进口温度60℃，压缩空气压力0.16MPa，空气流速20m3/h，以2.8mL/min的速度通过蠕动泵输送溶液进入喷雾干燥装置，通过喷雾干燥得到聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
所制备的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的光学显微镜图如图3所示，在该聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊中，乙基纤维素在外侧，聚乙二醇在内侧，颗粒呈球形，大小均一，粒径4μm左右。采用DSC200 F1差示扫描量热仪测得微胶囊的相变热为95J/g。

Claims (9)

1.一种聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊，其特征在于，相变微胶囊的芯材为聚乙二醇，壁材为乙基纤维素，直径为2～10μm，相变热为95-135J/g。
2.根据权利要求1所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊，其特征在于，所述的聚乙二醇的分子量为800～20000。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊，其特征在于，所述的聚乙二醇的分子量为2000。
4.一种权利要求1或2所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，其特征在于，以二氯甲烷为溶剂，将聚乙二醇和乙基纤维素溶解，通过喷雾干燥制得聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
5.根据权利要求4所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将乙基纤维素和聚乙二醇加入到二氯甲烷中，在常温下搅拌溶解，得到透明均一的溶液；
2)将步骤1)中的溶液以1.4～5.4mL/min的速度通过蠕动泵输送进入喷雾干燥装置，经喷雾干燥后，得到聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊。
6.根据权利要求5所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的乙基纤维素与聚乙二醇的质量比为1∶3～1∶5。
7.根据权利要求5所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤2)中，设置喷雾干燥的出口温度为60～100℃，压缩空气压力为0.14～0.20MPa，空气流速20～40m3/h。
8.根据权利要求5所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇的分子量为800～20000。
9.权利要求1或2所述的聚乙二醇/乙基纤维素相变微胶囊在制备相变材料中的应用。
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