相变材料微胶囊在建筑材料中的应用

相变材料微胶囊在建筑材料中的应用相变材料应用于建筑的研究开始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。1988年起由美国能量储存分配办公室推动此项研究。Lane 在其著作《太阳能储存———潜热材料》一书中对20世纪80 年代初以前相变材料和容器的发展作了总结。

20世纪90年代以相变材料处理石膏板、墙板与混凝土构件等建筑材料的技术发展起来了，随后，相变材料在石膏板、墙板与混凝土构件的研究和应用得到了发展，主要目的是增强轻质结构的热容。美国Neeper估计相变墙板能转移居民空调负荷中90%的显热负荷到用电

低谷期，可降低30%的设备容量。Oakbridge 国家实验室在1990年得出结论：在太阳房中，相变墙板能明显降低附加能量的消耗，回报期大约是5年。日本的Kanagawa大学和Tokyo Denki大学的研究人员对相变墙板的储热性能进行了研究。他们得出了相变墙板的使用使得热负荷更加平缓，辐射域更加舒适，用电量下降，有消减峰负荷的可能的结论。

国内对相变建筑材料的研究起步较晚，张寅平研究了无水乙酸钠和尿素的共混物，其相变温度在28～31℃。同济大学则主要以工业级的硬脂酸丁酯为相变材料进行建筑节能混凝土材料的研究。近两年，北京广域相变科技有限公司与国内几家顶尖的专题研究相变材料的高校结合，共同研制相变材料微胶囊，为相变材料在建筑保温材料中的应用开拓了更广阔的天地。

相变材料微胶囊是相变材料装入直径1~500μm的微小容器内

（图一）。微胶囊通常为球形外观，其中，外层的裹附材质我们成为囊壁，囊壁多采用无机或有机高分子材料，在特殊条件下也可以用金属材料，内部的相变材料被称为囊芯。采用微胶囊对相变材料进行封装这一技术，近年来得到了国内外专家们的广泛关注，相变材料做成微胶囊再遇建筑材料掺混有以下优点：

1、可增大相变材料热传递过程中的表面积和传导率。

2、相变过程在微胶囊内完成，可极大的消除“相分离”现象。

3、提高相变材料的稳定性，降低一些相变材料的毒性和挥发

性。

4、提高相变材料的耐久性，增加其使用寿命。

5、相变材料微胶囊便于封装，可满足绿色环保新型材料的要

求。

6、通过选择合适的胶囊囊壁材料，可以避免相变材料与建筑

材料不相容性造成的对建筑材料热性能与承重能力的影

响。

图一

根据相变材料的特性以及相变材料微胶囊的特点，在建筑材料的领域中有着广泛的应用。

一、相变材料微胶囊在砂浆中的应用

德国巴斯夫（BASF）公司将石蜡封装在微胶囊中，研制出石蜡砂浆，并已将这种砂浆用于房屋的内墙表面上，作为室内的冬季保温和夏季制冷的材料。这样的设计可以减少室内温度波动，使室内保持良好的热舒适度。减少空调系统的设备容量，转移用电负荷。相变材料微胶囊与砂浆的混合，相当于每平米的墙面有750~1500h的MicroPCMs，每2cm厚的此种砂浆的蓄热能力相当于20cm厚的砖木结构。另外，德国弗赖堡夫琅费太阳能系统研究所的研究人员将相变石蜡封装在直径为20mm的小塑料球内，制成用于内墙的灰泥。这种新的灰泥在夏天能使室内保持舒适的温度，冬天有助于节省能源。经过测试，3cm厚的墙借助新的灰泥可以达到40cm厚的水泥墙的蓄热能力。

相变材料微胶囊不仅可以用于内墙保温材料，在外墙保温方面，也可以起到很大的作用。当建筑围护结构外表面直接暴露在阳光下时，外表面的室外综合温度可高达60~70℃。把相变材料用于外墙体外表面，可以有效控制建筑外表面温度，降低外表面温度曲线的峰值，这时候结构内外温差较小，以起到保温节能的作用。分析得出，降低普通墙体外表面的温度能够有效的控制热量从室外通过围护结构传入室内。相变材料拥有较大的相变潜热，如果选择合理的相变温度，将其置于普通墙体外表面，白天温度较高时，相变材料开始“工作”，

通过相变储能把普通墙体吸收的室外热量存储在墙体外侧，同时围护结构外侧的温度也保持在较低温度，通过围护结构从外侧传入室内的热量也就减少；当室外温度低于相变温度时，集中在相变材料中（围护结构的外侧）的热量能够通过有效的室外通风释放出去。这样就降低和延迟了普通墙体外表面的温度峰值，明显的减少了通过墙体传入室内的热量，降低了制冷能耗。

二、相变材料微胶囊在混凝土内的应用

在建筑领域中，混凝土水化反应时释放出大量的反应热，导致混凝土内温度升高，使混凝土开裂、强度降低，尤其是在大体积混凝土更为明显，甚至可能造成结构破坏等严重的工程事故。研究人员对掺人相变材料和不掺相变材料的混凝土水化热进行了对比分析，经研究得知，加入适当的相变材料，可以吸收水化反应释放的热量，发生相变，使混凝土内部温度稳定在某一范围内，在反应结束时热量才逐渐传递出来，不会造成混凝土内部温度过高，达到降低混凝土水化反应温度的目的。

相变材料与混凝土砌块结合，用于构筑建筑墙体。Hadjievaa研究了无机水合盐Na2S2O3·5H2O在混凝土的渗入情况，并研究了相变混凝土的热性能、热循环过程中存在的泄漏现象，物理和化学稳定性能还有待于进一步提高。张东等人研究了相变混凝土制备方法及热性能。他们采用“两步法”，即先制备定形相变材料骨料，然后再制备相变混凝土，其储热效果明显高于普通混凝土。Hawes等研究了不同类型混凝土块中多种PCM的储热性能。美国Suntek Research Associates

公司研制成功储热墙体块材，它是将相变材料悬浮于混凝土砌块中，作为恒温储热建筑构件。

但是相变材料微胶囊在建材中的广泛应用还需要在以下几个方面进一步发展。

1、进一步提高相变材料微胶囊的热导率，由于大部分相变材

料存在热导率低的问题，使系统的传热性能变差，储能和

释能实践增加，进而降低了系统的整体效能，研究者们通

过加入金属颗粒、碳纤维、膨胀石墨和纳米粒子等方法提

高了相变材料的导热性能，但还需要进一步加以研究。在

选取提高热导率的添加物时，应该满足以下几个条件：热

导率高；物质密度不能太高；材料应该与相变材料相容；

具有一定的耐腐蚀性能；价格相对便宜。

2、进一步提高相变材料微胶囊的长期稳定性和寿命。

3、进一步解决相变材料微胶囊与建筑材料相容的问题。在相

变材料微胶囊与建筑材料混合过程中易发生叫你破裂致使

相变材料泄露，影响相变储能建筑材料的热工性能。

4、进一步提高相变材料微胶囊的可逆性，并减少膨胀和收缩

性。

总之，相变材料微胶囊在建筑材料中的应用能有效的解决目前建筑材料内急待解决的问题。将相变材料应用在建筑材料领域，可以提高室内的舒适度，减少电力的峰谷差，优化电力的负荷特性。相变材料应用在建筑中，还有很多的问题需要进一步开展研究。从资料得知，

通过北京广域相变科技有限公司的努力，已组织了国内几大高校及行业先锋，针对相变材料微胶囊在建筑材料的应用进行系统深入的研究。

北京广域相变科技有限公司

技术部

微胶囊石蜡相变材料

一种石蜡相变储能材料及其制备方法 WO 2012075747 A1 摘要: 权利要求(10) 一种石蜡相变储能材料，其特征在于，包含石蜡、高密度聚乙烯、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、成膜材料海藻酸钠、交联剂无水氯化钙，各组分的重量百分比为石蜡48%～56.7%，高密度聚乙烯14.2%～32%，十二烷基苯磺酸钠4-5.7%，海藻酸钠10.4%-15.6%，无水氯化钙5.6%-7.8%。根据权利要求1所述的一种石蜡相变储能材料，其特征在于所述石蜡相变储能材料是毫米级胶囊相变材料。根据权利要求1所述的一种石蜡相变储能材料，其特征在于所采用的石蜡的熔点为室温。 一种制造权利要求1所述的石蜡相变储能材料的方法，其特征在于，制造步骤如下：（1）首先以石蜡为芯材，高密度聚乙烯为支撑材料，采用熔融法制备微胶囊相变材料，具体过程为：将石蜡和高密度聚乙烯的混合物加热到全部熔融后，取出搅拌均匀，放在空气中冷却至凝固定型，然后粉碎成粒径小于200微米的微胶囊相变材料；（2）采用薄膜包衣技术制备出毫米级胶囊相变材料：①将上述微胶囊相变材料置入包衣机内，调节转速为20～30r/min，喷入质量浓度为2～3%的十二烷基苯磺酸钠表面活性剂用于润湿表面，让切粒滚动3～4min；②将质量浓度为4～6%海藻酸钠水溶液均匀喷洒于混合料中，同时开热风干燥，待水分蒸干掉90%左右时，喷入质量浓度为8～12%氯化钙水溶液，包裹10～15min后，待水分蒸干后再喷入海藻酸钠水溶液；③重复第②步操作，直至胶囊表面光亮为止，进一步干燥后，冷却，出料，制得毫米级胶囊相变材料。根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于，所述步骤（1）中石蜡和高密度聚乙烯的混合物加热到138-142℃。一种石蜡相变储能混凝土，其特征在于，含有重量含量为100份的水泥，45～52份的水，95～105份的砂，190～210份的碎石，50～322份的毫米级胶囊相变材料。根据权利要求6所述的石蜡相变储能混凝土，其特征在于，组分中还含有纤维增强材料，所述纤维增强材料为16～24份的钢纤维或8-12份的玄武岩纤维。一种制备权利要求6所述石蜡相变储能混凝土的方法，其特征在于，先将砂、水泥、碎石、毫米级胶囊相变材料按比例投入搅拌机中进行干拌，使胶囊相变材料均匀分散于前述干拌的混合物中，然后加水进行湿拌，制得相变储能混凝土。根据权利要求8所述一种制备方法，其特征在于，先将砂、水泥、碎石、毫米级胶囊相变材料按比例投入搅拌机中干拌30-40秒，然后加水湿拌3-4分钟即可。根据权利要求8所述一种制备方法，其特征在于，先将钢纤维或玄武纤维与碎石一起投入搅拌机搅拌30-40秒，使纤维分散在石子中，再将砂、水泥、毫米级胶囊相变材料按比例投入搅拌机干拌30-40秒，然后加水和减水剂湿拌3-4分钟即可。说明一种石蜡相变储能材料及其制备方法技术领域本发明属于相变储能材料技术领域，具体涉及一种石蜡相变储能材料及其制备方法。背景技术现有的建筑材料多为常物性材料，其热容远达不到理想节能建筑围护结构所要求的热容，导致室内温度波幅度较大，热舒适性低。将相变材料与混凝土相结合，制成相变储能混凝土，用它作外墙体材料，利用相变材料在相变过程中吸能和释能的特点实现能量的利用与转换，有利于建筑物室内温度的调控，可以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，作用时间延迟，改善室内热环境，达到节能与舒适的目的。目前在建筑节能中应用比较广泛的石蜡相变储能材料在与建筑材料结合时采用直接渗透法和囊化封装法。技术问题直接渗透法虽然操作简单，但发生相变时产生的液体易发生泄漏或腐蚀基体材料，而现有的囊化封装只能达到纳米和微米级（统称为微胶囊相变材料），其主要存在以下问题： 1.相变储能建筑材料的耐久性和实用性问题。微胶囊相变材料在不断的循环相变过程中出现热物理性质的退化，发生相变时仍有液体泄漏和腐蚀基体材料的现象，表现为在材料表面结霜，不能长期使用，不能大量掺入相变材料，缺乏实用价值。 2.相变储能建筑材料的储热性能问题。微胶囊封装法的单位重量相变材料含量低，储热能力小，同

微胶囊相变材料储热_释热特性及传热过程强化

中国矿业大学徐海学院 本科生毕业设计 姓名：学号： 学院：中国矿业大学徐海学院 专业：热能与动力工程 设计题目：微胶囊相变材料储热/释热特性及传热过程强化专题： 指导教师：职称： 2015 年6月徐州

中国矿业大学徐海学院毕业设计任务书 专业年级学号学生姓名 任务下达日期：2014年12 月20 日 毕业设计日期：2015年1月20日至2015年6月10日 毕业设计题目：微胶囊相变材料储热/释热特性及传热过程强化 毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 1、查阅关于相变储能材料的文献资料，完成论文开题报告； 2、完成3000字以上的英文文献翻译； 3、熟练掌握各种实验仪器的使用方法； 4、通过添加导热材料对微胶囊相变材料进行强化传热。分析实验数据，找出强化效果最好的导热材料； 5、搭建微胶囊相变材料储放热实验平台，对其储放热特性进行测试。得出数据，分析不同因素对微胶囊相变材料换热过程的影响。 指导教师签字：

郑重声明 本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业设计的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业设计的知识产权归属于培养单位。 本人签名：日期：

中国矿业大学徐海学院毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成绩：指导教师签字： 年月日

相变材料微胶囊在建筑材料中的应用

相变材料微胶囊在建筑材料中的应用相变材料应用于建筑的研究开始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。1988年起由美国能量储存分配办公室推动此项研究。Lane 在其著作《太阳能储存———潜热材料》一书中对20世纪80 年代初以前相变材料和容器的发展作了总结。 20世纪90年代以相变材料处理石膏板、墙板与混凝土构件等建筑材料的技术发展起来了，随后，相变材料在石膏板、墙板与混凝土构件的研究和应用得到了发展，主要目的是增强轻质结构的热容。美国Neeper估计相变墙板能转移居民空调负荷中90%的显热负荷到用电 低谷期，可降低30%的设备容量。Oakbridge 国家实验室在1990年得出结论：在太阳房中，相变墙板能明显降低附加能量的消耗，回报期大约是5年。日本的Kanagawa大学和Tokyo Denki大学的研究人员对相变墙板的储热性能进行了研究。他们得出了相变墙板的使用使得热负荷更加平缓，辐射域更加舒适，用电量下降，有消减峰负荷的可能的结论。 国内对相变建筑材料的研究起步较晚，张寅平研究了无水乙酸钠和尿素的共混物，其相变温度在28～31℃。同济大学则主要以工业级的硬脂酸丁酯为相变材料进行建筑节能混凝土材料的研究。近两年，北京广域相变科技有限公司与国内几家顶尖的专题研究相变材料的高校结合，共同研制相变材料微胶囊，为相变材料在建筑保温材料中的应用开拓了更广阔的天地。 相变材料微胶囊是相变材料装入直径1~500μm的微小容器内

（图一）。微胶囊通常为球形外观，其中，外层的裹附材质我们成为囊壁，囊壁多采用无机或有机高分子材料，在特殊条件下也可以用金属材料，内部的相变材料被称为囊芯。采用微胶囊对相变材料进行封装这一技术，近年来得到了国内外专家们的广泛关注，相变材料做成微胶囊再遇建筑材料掺混有以下优点： 1、可增大相变材料热传递过程中的表面积和传导率。 2、相变过程在微胶囊内完成，可极大的消除“相分离”现象。 3、提高相变材料的稳定性，降低一些相变材料的毒性和挥发 性。 4、提高相变材料的耐久性，增加其使用寿命。 5、相变材料微胶囊便于封装，可满足绿色环保新型材料的要 求。 6、通过选择合适的胶囊囊壁材料，可以避免相变材料与建筑 材料不相容性造成的对建筑材料热性能与承重能力的影 响。 图一

聚丙烯酸基相变材料微胶囊的制备和表征

聚丙烯酸基相变材料微胶囊的制备和表征1 单新丽，王建平，张兴祥 改性与功能纤维天津市重点实验室，天津工业大学功能纤维所，天津（300160） E-mail：shanxinli143@https://www.wendangku.net/doc/1e11183417.html, 摘要：本文成功制备了甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物为壁材，正十八烷为囊芯的相变材料微胶囊。采用扫描电子显微镜(SEM)，差示扫描量热仪(DSC)，热重分析仪(TG)分别考察了正十八烷微胶囊(MC18)的表观形貌及粒径大小、相变热性能、热稳定性能等。试验结果表明，采用苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐为乳化剂时，所得MC18结构完好，平均粒径为18 μm；芯材与壁材的投料比为2:1时，所得MC18的囊芯含量为66.5 wt%，相应热焓为147 J·g-1，耐热温度高达238 o C。 关键词：微胶囊；正十八烷；热稳定性 0 引言 利用相变材料的相变潜热进行能量的储存或释放的研究，在能源利用和材料科学领域一 直十分活跃。将相变材料微胶囊化是实现相变材料永久固态化的手段之一，可解决相变材料 的易疲劳，腐蚀性，不良气味，流动性及相变材料与周围材料界面等问题，同时具可有更大 的传热面积和更高的传热速率[1, 2]，使提高能源利用率，创造舒适清新的人类环境成为可能。相变材料微胶囊已被广泛应用到节能建筑材料，调温纤维，织物，泡沫，涂层, 太阳能存储 循环利用等领域[3-6]。 蜜胺及脲醛树脂为壁材的相变材料微胶囊由于制备工艺简单且产品性能优良[6]，研究 性论文占总的相变材料微胶囊论文的70%以上。然而胶囊壁不可避免的残留致癌和致敏物 质甲醛[7-9]，并且不可能完全去除（因为甲醛作为一种反应单体）。在生产和使用过程对人类 的健康和环境构成威胁，因此研制环保的相变材料微胶囊成为该领域研究者关注的重点。英 国汽巴公司申请了制备聚丙烯酸类的颗粒状组合物的专利[10]，德国巴斯夫公司将环保的聚 丙烯酸类囊壁的相变材料微胶囊成功地应用到了旧房屋的节能改造领域中[11]，但均对此类 胶囊的制备方法和性能的详细报道很少。本文成功制备了聚丙烯酸树脂为囊壁，正十八烷为 囊芯的相变材料微胶囊，并对 其性能进行了表征。 1.实验部分 1.1 实验药品 甲基丙烯酸（C4H6O2，纯度90%），甲基丙烯酸甲酯（C5H8O2，纯度99.5%），均为天 津市科密欧化学试剂公司提供，两单体分别用浓度10%的氢氧化钠溶液洗涤以去除阻聚剂 和减压蒸馏法提纯；正十八烷（C18H38），纯度99%，进口；乳化剂SMA（固含量为19%的 苯乙烯-马来酸酐共聚树脂乳液），上海皮革化工厂产品；过氧化二苯甲酰(C14H10O4, 纯度99%)，过硫酸钾（K2S2O8，纯度99.5%），均为引发剂，分别为天津化学试剂一厂和天津市 化学试剂三厂产品；氢氧化钠(NaOH），分析纯，为天津市化学试剂三厂产品。 1.2 正十八烷微胶囊的制备 1本课题得到国家自然科学基金（50573058）、天津市科技计划项目（09ZCKFGX02200）和中国博士后自然 科学基金（20070410764）的资助。

微胶囊文献综述

相变储能微胶囊性能的研究进展 摘要：首先介绍了微胶囊技术以及其发展历史和趋势，并综述了相变材料微胶囊芯材和壁材的选择、微胶囊的制备方法、性能改进以及其应用领域，最后对微胶囊相变材料的发展前景进行了展望。 关键字：微胶囊技术；制备方法；应用领域；研究进展 前言 微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体、气体包覆形成微小粒子的技术。 其制备技术始于20世纪50年代，最初是由美国国家现金出纳公司（NCR）的BarretGreen于1954年研究成功，并用于生产无碳复写纸，开创了微胶囊新技术的时 代。60年代，利用相分离技术将物质包裹于高分子材料中，制成了能定时释放的微胶囊，推动了微胶囊技术的发展。尔后西欧、日本等国家花费了很大投资，在一些理论问题上取得了突破，并将微胶囊技术的应用领域拓宽到医药、农药、日化、感光材料、食品、生物制品等领域，使微胶囊技术在70年代中期迅猛发展。近年来， 微胶囊技术发展越来越快，并且已在医学、药物、农药、染料、颜料、涂料、食品、胶粘剂、肥料等诸多领域得到了广泛的应用。目前，关于微胶囊方面的文献每年以数以千计的速度增长。运用此技术使许多传统产品提高了档次，具有更新的功能⑴。 1微胶囊芯材和壁材的选择 1.1芯材的选择 微胶囊由芯材和壁材两部分组成。目前，可作为微胶囊芯材材料的有结晶水合盐， 直链烷烃、石蜡类、脂肪酸类、聚乙二醇等，其中结晶水合盐和石蜡类较为常用。结晶水合盐的熔点一般在O?100 C,具有储热密度高、导热系数大和相变体积变化小等优点，但是存在过冷、相分离和具有腐蚀性等缺点。其研究成果较少[2-3]。石蜡具有相变潜热大、化学稳定性好以及无毒性等优点，并且廉价易得，是最常用的芯材。短链脂肪酸、多元醇和酯类，具有和石蜡相似的物理和化学性质，也是较常用的芯材。有时为了得到不同温度范围的相变材料，可将几种材料进行复合。目前，已经微胶囊化的相变材料中，石蜡占的最多，其中正十八烷、正二十烷和正二十六烷因其相变温度在室

微胶囊相变储能材料制备工艺

微胶囊相变储能材料制备工艺 1概述 1.1MCPCM定义 相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热[1]。微胶囊相变材料（MCPCM）是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物作壁材，相变物质为芯材制备的微小颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点，利用MCPCM 这种储热、放热作用，可以调整、控制工作源或材料周围环境的温度[2]。在MCPCM中发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域[3]。相变材料在产生相变时能够吸收发热体的热量，使其温度不再升高或升高较小；当发热体不工作时，其温度降低，相变材料可以恢复原来的相结构，因此可以多次重复使用。 1.2MCPCM的组成 微胶囊粒子的形态多种多等形状[4]。微胶囊是直径在1~500μm的微小“容器”，它主要由囊芯和组成。微胶囊囊芯可以是固体、液体或气体，可以由一种或多种物质组成。囊芯应具有潜热大、无毒性、化学稳定性及热稳定性等特点。目前，可作为微胶囊囊芯的相变材料主要有结晶水合盐和石蜡，此外还有直链烷烃、聚乙二醇、短链脂肪酸等[5]。壁材通常是天然或合成的高分子材料或无机物，有单层和多层的。壁材的选择依据囊芯的性质、用途而定。 囊壁材料为无机和有机高分子材料。无机壁材有无机盐（如硅酸钙等）和金属；有机壁材主要是高分子材料，如脲醛树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。有时为了提高囊壁的密闭性或热、湿稳定性，可将几种壁材联合使用[6]。 1.3MCPCM的分类 MCPCM可从不同角度进行分类，根据材料的化学组成分类可分为无机MCPCM、有机MCPCM和混合MCPCM；根据储热的温度范围分类可分为高温MCPCM、中温MCPCM和低温MCPCM，高温MCPCM主要是一些熔融盐、金属合金；中温MCPCM主要是一些水合盐、有机物和高分子材料；低温MCPCM主要是冰、水凝胶；根据储能方式分类可分为显热式MCPCM、化学能转化式MCPCM和潜热式MCPCM；根据贮热过程中材料相态的变化方式分类可分为固-液MCPCM、固-固MCPCM、固-气MCPCM和液-气MCPCM[7]。 1.4MCPCM的特性 MCPCM具有如下的特性[6]：（1）提高了传统相变材料的稳定性。传统相变材料稳定性差，易发生过冷和相分离现象。形成微胶囊后，这些不足会随着胶囊微粒的变小而得到改善。（2）强化了传统相变材料的传热性。MCPCM颗粒微小且壁薄（0.2~10μm），提高了相变材料的热传递和使用效率。（3）改善了传统相变材料的加工性能。MCPCM颗粒微小，粒径均匀，易于与各种高分子材料混合构成性能更加优越的复合高分子相变材料。（4）微胶囊相变材料便于封装，可以降低相变材料的毒性，绿色环保。 1.5MCPCM的应用 MCPCM在相变过程中，内核发生固液相变，而其外层的高分子膜保持为固态，因此该类相变材料在宏观上表现为固态微粒。MCPCM能够在10~800℃的温度范围内，吸收或放出50~200J/g的热量，而且在吸、放热量过程中，温度几乎不发生变化，这种独特的热性能已经得到了研究人员较为广泛的重视，应用领域正在迅速扩大[8]。MCPCM的应用主要可以分为两个方向：一是利用其相变时的潜热，把它与传热流体混合，提高传热流体的热容，用于热量传输、冷却剂等；二是利用其相变温控特性，将其应用于纺织品、建筑物、军事目标等，提高热防护性或者调节温度[9]。微胶囊相变材料降低了相变物质对设备的腐蚀性，阻止了相变物质的流动，防止了相分离，提高了材料的使用效率，拓宽了相变材料的应用领域。 2MCPCM的主要制备工艺

微胶囊技术的应用及其发展_刘永霞

收稿日期:2002-11-22 第一作者简介:刘永霞(1973-),女,硕士研究生。 微胶囊技术的应用及其发展 刘永霞,于才渊 (大连理工大学化工学院工程研究室,辽宁大连　116012) 摘　要:微胶囊化方法是功能性材料制备中一项重要的应用技术,近年来受到普遍关注。本文中详细地介绍了几种重要的胶囊制备方法及其在食品、渔业、医药和生物化工领域的应用实例,指出了该技术的发展前景。关键词:微胶囊;纳米微胶囊;功能材料中图分类号:T B34 文献标识码:A 文章编号:1008-5548(2003)03-0036-05 Application and Recent Progress of Microencapsulation Technology LIU Yong -xia ,Y U Cai -yuan (School of Chemical Engineering ,Dalian University of Technology ,Dal ian 116012,China ) A bstract :M icroencapsulation is an impor tant techmology of the production of functio nal powders ,and in recent y ears more and mo re attentin is paid to it .Several impo rtant microencapsula tio n technologies and applications in the field of food ,fish industiy ,medicine ,biochemical engineering ,et al .are introduced ,and the prog ress of microencapsulation technolog y is also pointed out .Key words :microcapsule ;nano -microcapsule ;functional materi -als 微胶囊技术是指利用成膜材料将固体、液体或气体囊于其中,形成直径几十微米至上千微米的微小容器的技术[1]。微小容器被称为微胶囊,器壁被称为壁材或壳材,而其内部包覆的物质则称为芯材 或囊芯。含固体的微胶囊形状一般与固体相同,含液体或气体的微胶囊的形状一般为球形。 从不同的角度出发,微胶囊有多种分类方法:从芯材来看,分为单核和复核微胶囊;从壁材结构来分,可分为单层膜和多层膜微胶囊;从壁材的组成来看,分为无机膜和有机膜微胶囊;从透过性来讲,又 分为不透和半透微胶囊,半透微胶囊通常也称为缓释微胶囊。 微胶囊具有保护物质免受环境的影响,降低毒 性,掩蔽不良味道,控制核心释放,延长存储期,改变物态便于携带和运输,改变物性使不能相容的成分均匀混合,易于降解等功能[2～4] 。这些功能使微胶囊技术成为工业领域中有效的商品化方法。美国的NRC 公司利用微胶囊技术于1954年研制成第一代无碳复写纸微胶囊[5～6],并投放市场,从此,微胶囊技术得到突飞猛进的发展。 1　微胶囊技术简介 微胶囊技术从20世纪30年代发展至今已有 60多年的历史。随着新材料的不断出现,到目前为止,微胶囊化的方法已将近200种[7],但还没有一套系统的分类方法。目前人们大致上将其分为:物理法、物理化学法和物理机械法[8] 。微胶囊化方法选择的依据主要是生产要求的粒子平均粒径、芯材及壁材的物理化学特性、微胶囊的应用场合、控制释放的机理、工业生产的规模及生产成本等。本文主要介绍其中的锐孔-凝固浴法、凝聚相分离法、喷雾干燥法和流化床喷涂法。之所以介绍这几种方法,主要是因为它们都适用于工业大规模生产。 锐孔-凝固浴法:是指将喷嘴喷出的微粒通过 多联化而后形成微胶囊。该法是Mabbs 于1940年和Rabbool 于1950年提出的[9]。此法一般是以可熔(溶)性高聚物作原料包覆囊芯,而在凝固浴中(水或溶液)固化形成微胶囊,固化过程可能是化学反应,也可能是物理过程。它采用的成膜材料多为褐藻酸钠、聚乙烯醇、明胶、蜡和硬化油脂等。由于在凝固浴中发生固化反应,一般进行得很快,因此含有囊芯的聚合物壁膜在到达凝固浴之前预先形成,这就需要锐孔装置(滴管是其中最简单的一种)。图1为该法流程图。 此项技术的关键除芯壁材的配比外,是否在凝固浴中加入搅拌也是相当重要的,如王显伦[9]在制 第9卷第3期2003年6月 中　国　粉　体　技　术 China Powder Science and Technology Vol .9No .3June 2003 DOI :10.13732/j .issn .1008-5548.2003.03.011

微胶囊技术及其应用

微胶囊技术及其应用 摘要：微胶囊是一门新兴的工艺技术，目前获得了广泛的关注，对微胶囊的开发技术和应用微胶囊技术都在不断发展。本文从微胶囊化的方法及其在食品行业各个领域的应用出发，简要介绍了现在微胶囊技术的发展情况及其使用价值，为更好的了解和认识微胶囊技术打下了铺垫。 关键词：微胶囊技术、食品行业、展望 人们对微胶囊的研究大约始于20世纪30年代，当时的美国人D.E.Wurster用物理方法制备了微胶囊，此后微胶囊技术不断发展[1]，应用范围也从最初的无碳复写纸扩展到医药、食品领域、农药、饲料、涂料、油墨、粘合剂、化妆品、洗涤剂、光感材料、纺织等行业等[2]。目前对微胶囊技术的研究在不断的发展，从微胶囊化的方法到微胶囊的各种应用都是国内外科学家关注的问题，特别是近年来随着人们对食品要求的不断提高，微胶囊技术成为食品行业一项极为重要和广泛应用的技术，本文立足与微胶囊技术在食品行业几个领域的应用，说明微胶囊技术在食品行业的最新应用进展，在一定程度上说明微胶囊技术在食品行业的发展展望，为更深刻的认识微胶囊技术提供了理论依据。 1 微胶囊的方法 微胶囊化技术是指利用天然或者合成高分子材料，将分散的固体、液体、或者气体包裹起来，形成具有半透性或者密封胶囊的微小粒子的技术包裹的过程即为胶囊化，形成的微小粒子成为微胶囊，其大小一般为5~ 200微米不等，形状多样，取决于原料的制备方法，通常把构成微胶囊外壳的材料成为“壁材”或“包衣”，把包在微胶囊内部的物质称为“囊心”或“芯材”[3]。一般可以将微胶囊化方法大致分为三类，即化学法、物理法和物理化学法[4]。其中物理法是用物理和机械原理的方法制备微胶囊具有成本低、易于推广、有利于大规模连续生产等有点，在商业领域特别是药品、食品工业经常利用这种方法来制备微胶囊可以分为，喷雾干燥、喷雾凝冻、空气悬浮、真空蒸发沉积、静电结合、多空离心等[5]；化学法主要是利用单体小分子发生聚合反应生成高分子成膜材料将囊心包覆，许多合成高分子的聚合反应都可以运用到微胶囊制备上，化学法包括，界面聚合、原位聚合、分子包裹、辐射包囊，目前通常使用的方法是界面聚合和原位聚合[6]；物理化学方法是应用物理化学原理制备微胶囊的技术有，水相分离油相分离、囊心交换、挤压、锐孔、粉末床、溶化分散[7]。 近年来人们不断研究尝试新的微胶囊制备方法，樊振江等以环糊精为壁材，用超声波法制备花椒精油胶囊［8］，此外也有人在以阿明胶-阿拉伯胶壁材的复合凝聚法制备番茄红素微

微胶囊技术在食品中的应用

微胶囊技术在食品中的应用 食品科学与工程0801 曾奎杰 微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、生物技术等许多领域中已得到成功的应用，尤其在食品工业，许多于技术障碍而得不到开发的产品，通过微胶囊技术得以实现，使得传统产品的品质得到大大的提高，由于飞此项技术川以改变物质形态、保护敏感成分、隔离活胜物质、降低挥发胜、使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等，为食品工业高新技术的开发展现了良好前景。 一、微胶囊技术的基本概念和发展概况 1 微胶囊技术的基本概念 微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将分散的固体、液体，甚至是气体物质包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊化后川以实现许多目的：改养被包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解胜）；使物质免受环境的影响，提高物质的稳定胜；屏蔽味道和气味；降低物质毒胜；将不相容的物质隔离；根据需要控制物质的释放等 微胶囊化技术将被包埋物作为芯材，外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。微胶囊的大小为5 一200um，囊壁的厚度一般在。2um至几微米内，在特定的条件下，囊壁所包埋的组分川以在控制的速率下释放。在食品工业中，为了获得特殊的胶囊化产品，关键就是要选择好具有该特性的壁材。目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物，如各种类型的糊精、低聚糖。此外还有蛋白质类、油脂类等。在微胶囊化技术中，根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，以达到改变物态、体积和质量，控制释放和降低物质挥发胜，隔离活胜成份以及保护敏感物质等功能 二、微胶囊技术在食品工业中的作用 微胶囊技术应用于飞食品工业，使许多传统的工艺过程得到简化，同时也使许多用通常技术手段儿法解决的问题得到了解决，极大的推动了食品工业由低级初加工向高级深加工产业的转变。目前，利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食品，如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等，风味剂（风味油、香辛料、调味品）、天然色素、营养强化剂（维生素、氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。概括起来，微胶囊技术应用于食品工业川以起到以下作用。 1、改变物料的状态 能将液态、气态或半固态物料固态化，如粉末香精、粉末油脂、固体饮料等，以提高其溶解性、流动性和贮藏稳定性，容易与其他原料混合均匀，便于深加工加工处理，也便于使用、运输和保存。 2、保护敏感成分 以防止某些不稳定的食品辅料挥发、氧化、变质，提高敏感性物质对环境因素的耐受力，确保营养成分不损失，特殊功能不丧失。例如，应用于飞肉类香精和海鲜香精的美拉德反应产物是一种很重要的呈味物质，这种物质以液态形式存在时极不稳定，制成了微胶囊产品后，稳定性得以提高，应用起来更加力便、广

相变储能材料 [兼容模式]111216

北京同方辰源科技发展中心 相变储能材料项目 2011年10月北京

一、项目背景与投资方简介

背景——能源危机 能源是人类赖以生存的五大要素之一，随着我国经济的飞速发展，我国的能源消费已经位居世界第二，能源紧飞速发展我国的能源消费已经位居世界第二能源紧 张的状况日益突出，节能是当前我国经济和社会发展的 项极为紧迫的任务，为缓解能源瓶颈制约，促进经济一项极为紧迫的任务，为缓解能源瓶颈制约，促进经济社会可持续发展，节能问题已经明确列入我国的”十一. 五”规划。根据国家“十一五”规划: 单位国内生产总 值能耗要降低20％。其中，建筑、工业、交通三领域并 列，成为我国能源的三大“耗能大户”。

料节革命建筑材料节能的一场革命

国内建筑能耗节省是耗能节省的重中之重 建筑能耗占全社会能耗的30% 根据国家建筑节能总目标到 根据国家建筑节能总目标，到2010年建筑节能应达到50％的节能标准。 建筑能耗主要包括建造能耗生活能耗采暖空调能 建筑能耗主要包括建造能耗、生活能耗、采暖空调能 耗等，其中最主要的是采暖空调能耗，占55%，这也 是最具节能的关键环节 我国现在每年新建房屋20亿平方米，其中90%以上是高能耗建筑。而对于现有的建筑，高达430亿平方米，其中只有5%采取了提高能源利用效率的措施，且技术也比较落后。平均下来，我国单位建筑面积采暖能耗为发达国家的3倍以上 倍上

我国建筑能耗的特点——总量大，墙体占比多 夏季空调用量大：自1997年以来，中国每年发电量按5-8%的速度增长，工业用电量每年减少17.9%。由于空调耗电大、使用集 179% 中，有些城市的空调负荷甚至占到尖峰负荷的50%以上。上海、北京、济南、武汉、广州等普遍存在夏季缺电现象。 冬季采暖能耗高中国的东北华北和西北等地区城镇的建筑 冬季采暖能耗高：中国的东北、华北和西北等地区，城镇的建筑 面积约占全国的50%，年采暖用能约1.3亿吨标准煤，占该地区全社会总能耗的21.4%。而在一些严寒地区，城镇建筑能耗已经占到当地全社会总能耗 通过墙体造成的能耗约占建筑总能耗的50%以上。

无机相变储能材料

无机相变储能材料 水合盐Na2HPO4·12H2O微胶囊 李汶卒 （武汉理工大学高分子0801） 摘要：微胶囊化相变材料是将微胶囊技术应用于相变材料而形成的新型技术，具有广阔的应用前景。该文以无机盐Na2HPO4·12H2O为芯材，有机高聚物聚氨酯为壁材，以界面聚合法合成无机相变材料的微胶囊，并用红外光谱仪，透射电子显微镜（TEM），差示扫描量热仪（DSC），热重分析仪（TG）对其性能进行评价。 关键词：相变材料，微胶囊，界面聚合，十二水磷酸氢二纳，聚氨酯 1.前言 相变储能是利用相变材料的相变热进行能量贮存的一项新型环保节能技术。相变材料是在其本身发生相变的过程中，吸收环境的热量，并在需要时向环境放出热量，而达到控制周围环境温度和节能的目的。它已在制冷低温、太阳能利用、建筑节能、航空航天等领域获得广泛的应用[1-2]。 相变储能材料按照其化学组成可以分为：无机相变材料、有机相变材料和混合相变材料。无机类中典型的是无机盐结晶水合盐类，如：Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O 等[3]。它广泛的应用于中、低温相变储能中，具有使用范围广、导热系数大、融解热较大、贮热密度大、相变体积变化小、毒性小、价格便宜等优点。但是，这类材料通常存在着两个问题，一是过冷现象，另一个是出现相分离[4]。 相变材料的封装方式有：容器封装、有机物插层、高聚物接枝、及微胶囊化等多种方法。 本文探讨以无机盐为芯材的微胶囊的制备。选取低温相变材料中单位质量储热量最大的水合盐十二水磷酸氢二纳（Na2HPO4·12H2O）以为囊芯，以甲苯-2，4-二异氰酸酯与乙二醇缩聚合成聚氨酯囊壁，用界面聚合法制备Na2HPO4·12H2O微胶囊。 2．实验 2.1 界面聚合方法制备水合盐Na2HPO4·12H2O微胶囊原理 2.1.1 实验试剂、仪器 甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI），化学纯；乙二醇，化学纯;正二十烷，化学纯;Span80，;氯仿，分析纯；环己烷，分析纯；二月桂酸二丁基锡。 数显搅拌器，红外光谱仪，透射电子显微镜（TEM），差示扫描量热仪（DSC），热重分析

微胶囊技术在食品中的应用

微胶囊技术在食品中的应用 食品科学与工程 0801 曾奎杰 微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、 生物技术等许多领域中已得到成功的应用， 尤其在食品工业， 许多于技术障碍而 得不到开发的产品， 通过微胶囊技术得以实现， 使得传统产品的品质得到大大的 提高，由于飞此项技术川以改变物质形态、保护敏感成分、隔离活胜物质、降低 挥发胜、使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等， 术的开发展现了良好前景。 一、微胶囊技术的基本概 念和发展概况 1 微胶囊技术的基本概念 微胶囊技术是指利用天然或合 成高分子材料， 将分散的固体、 物质包裹起来， 形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。 微胶囊化， 形成的微小粒子称为微胶囊。 微胶囊化后川以实现许多目 的： 包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解胜）；使物质免受环境的影 响，提高物质的稳定胜； 屏蔽味道和气味； 降低物质毒 胜； 将不相容的物质隔离； 根据需要控制物质的释放等 微胶囊化技术 将被包埋物作为芯材， 外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。 微胶 囊的大小为5 一 200um 囊壁的厚度一般在。2um 至几微米内，在特定的条件下， 囊壁所包埋的组分川以在控制的速率下释放。 在食品工业中， 为了获得特殊的胶 囊化产品， 关键就是要选择好具有该特性的壁材。 目前在食品工业中最常用的壁 材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物， 如各种类型的糊精、 低聚糖。此外还有蛋白质类、 油脂类等。 在微胶囊化技术中， 根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，以达到改变物态、体积和质量，控制释 放和降低物质挥发胜，隔离活胜成份以及保护敏感物质等功能 二、微胶囊技术在食品工业中的作用 微胶囊技术应用于飞食品工业， 使许多传统的工艺过程得到简化， 同时也使许多 用通常技术手段儿法解决的问题得到了解决， 极大的推动了食品工业由低级初加 工向高级深加工产业的转变。 目前，利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食 品，如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等，风味剂（风味油、香辛料、 调味 品）、天然色素、营养强化剂（维生素、氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味 剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。 微胶囊技术应用于食品工业川以起到以下作用。 1 、改变物料的状态 能将液态、气态或半固态物料固态化， 以提高其溶解性、 流动性和贮藏稳定性， 加工 处理，也便于使用、运输和保存。 2 、保护敏感成分 以防止某些不稳定的食品 辅料挥发、 素的耐受力，确保营养成分不损失，特殊功能不 丧失。例如，应用于飞肉类香精 和海鲜香精的美拉德反应产物是一种很重要的呈味物质， 这种物质以液态形式存 在时极不稳定，制成了微胶囊产品后，稳定性得以提高，应用起来更加力便、广 泛。 3 、控制芯材释放 微胶囊产品与通过预先设计的溶解和释放机理， 在最适时问以最适速率释放 心材物质。为食品工业高新技 液体，甚至是气体 包裹的过程即为 改养被 概括起来， 如粉末香精、 粉末油脂、 容易与其他原料混合均匀， 固体饮料等， 便于深加工 氧化、变质，提高敏感性物质对环境因

微胶囊技术

微胶囊技术简介与实例 目录 微胶囊技术简介与实例 (1) 微胶囊技术概述 (1) 微胶囊及微胶囊技术概述 (1) 常规微胶囊的制备方法 (2) 三类特殊结构微胶囊简介 (4) 人工器官微胶囊 (5) 微胶囊在纺织品和医药中的应用 (7) 微胶囊技术概述 本章旨在对微胶囊的基本概念进行介绍。对其微胶囊的各种制备原理及做一个涵盖面较全、概括性强的简介。最后，对三种结构特殊的微胶囊（人工器官微胶囊、脂质体胶囊、纳米粒）进行简介。 微胶囊及微胶囊技术概述 微胶囊是利用天然或合成的高分子材料对固体、液体或气体进行包封的、粒径为5~1000um的中空微囊（特别的，纳米微胶囊的平均粒径为200~300nm）。微胶囊一般由一层薄膜和囊芯物质组成。组成薄膜的材料称为囊材，组成囊芯的材料称为芯材。囊材可以是天然物（如蜂蜡、氢化植物油衍生物、壳聚糖、乳清蛋白、纤维素等），也可以是合成物（如聚酯、聚氨酯、聚赖氨酸、聚乙二醇等）。芯材的种类更加多样，按物质的状态分类，可以是液体、固体、气体，甚至可以是固、液混合物。理论上可以将需要被包覆和保护的各种微小物质封存在囊壳内部（如精油、芳香剂、抗菌药物、金属粒子、酶、活细胞等等）。 将芯材包封在囊材的过程，即制备微胶囊的过程称为微囊化。微囊化技术的主要特点是：改变活性物质的理化性质（相态、溶解度等）；保护物质免受环境条件的影响；屏蔽味道、颜色和气味；降低物质的毒性；控制释放活性物质等。经微胶囊化的芯材局域靶向性和控释性，可以根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率对芯材进行释放。如：经过微胶囊化的抗凝血药物，可生物降解的载药纳米粒借助导管给药系统，可将其输送到局部血管，并缓慢释放所携带的药物，可望有效防治血管再狭窄。 由于微胶囊技术的特点，带来了许多好处。比如说，可以极大程度地保留了具有生物活性功能的物质；使液体转变为固体，便于加工；提高药物的生物利用率，减少药物用量，降低毒副作用等等。

微胶囊相变储能材料制备工艺现状

综述专论 于娜娜* 高志谨 王晓敏 李杨 摘要：微胶囊相变储能材料（MCPCM）是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新型复合相变材料。文章介绍了微胶囊相变材料及其结构组成、特性、应用领域、制备方法，并对其发展前景进行了展望。 关键词：微胶囊；相变储能材料；制备工艺 中图分类号：TQ026 文献标识码：A 文章编号: T1672-8114(2012)02-009-05 （中北大学　化工与环境学院，山西 太原030051） 1 概述 1.1 MCPCM定义 相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热[1]。微胶囊相变材料（MCPCM）是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物作壁材，相变物质为芯材制备的微小颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点，利用MCPCM这种储热、放热作用，可以调整、控制工作源或材料周围环境的温度[2]。在MCPCM中发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域[3]。相变材料在产生相变时能够吸收发热体的热量，使其温度不再升高或升高较小；当发热体不工作时，其温度降低，相变材料可以恢复原来的相结构，因此可以多次重复使用。 微胶囊相变储能材料制备工艺现状 1.2 MCPCM的组成 微胶囊粒子的形态多种多样，大多为球形，但也有更豆、谷粒及无定形颗粒等形状[4]。微胶囊是直径在1~ 500μm的微小“容器”，它主要由囊芯和组成。 微胶囊囊芯可以是固体、液体或气体，可以由一种或多种物质组成。囊芯应具有潜热大、无毒性、化学稳定性及热稳定性等特点。目前，可作为微胶囊囊芯的相变材料主要有结晶水合盐和石蜡，此外还有直链烷烃、聚乙二醇、短链脂肪酸等[5]。壁材通常是天然或合成的高分子材料或无机物，有单层和多层的。壁材的选择依据囊芯的性质、用途而定。 囊壁材料为无机和有机高分子材料。无机壁材有无机盐（如硅酸钙等）和金属；有机壁材主要是高分子材料，如脲醛树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。有时为了提高囊壁的密闭性或热、湿稳定性，可将几种壁材联合使用[6]。1.3 MCPCM的分类 M C P C M 可从不同角度进行分类，根据材料的化学组成分类可分为无机MCPCM、有机MCPCM和混合MCPCM；根据储热的温度范围分类可分为高温MCPCM、中温MCPCM和低温MCPCM，高温MCPCM 主要是一些熔融盐、金属合金；中温MCPCM主要是一些水合盐、有机物和高分子材料；低温MCPCM主要是冰、水凝胶；根据储能方式分类可分为显热式 作者简介：于娜娜（1987-），女，河北沧州人，中北大学化工与环境学 院在读硕士，主要研究方向：超重力场中的多相流传质与化学反应。

微胶囊技术的研究与应用

微胶囊及微胶囊技术 微胶囊：指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包物。其大小一般为5-200μm不等，形状多样，取决于原料与制备方法。 微胶囊化技术：指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。 其中，被包埋的物质称为芯材，包括香精香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其他添加剂等。 包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。 壁材：可用作微胶囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料，视所包囊物质（囊心物）的性质，油溶性芯材需选水溶性壁材，水溶性芯材则选油溶性壁材，即芯材与壁材不互溶、不反应。 微胶囊壁材应符合国家食品添加剂标准，无毒，具有良好的成膜性，流动性和低吸湿性，且应不与芯材发生化学反应。因此，壁材常可分为以下几类： 微胶囊的形态

由于芯材、壁材和微胶囊化方法不同，微胶囊的大小、形态和结构变化较大。微胶囊的颗粒直径尺寸范围在零点几微米至几千微米之间，一般为5～200um，囊壁厚度0.5～150um。最近，已出现上至数毫米大的毫米级微胶囊，下至0.1～1nm的纳米级微胶囊。几种不同方法制备的微胶囊大小如表。 不同方法制备的微胶囊大小 微胶囊化方法颗粒直径尺寸范围（um） 喷雾干燥20～150 空气悬浮包衣50～10000 锅包法＞500 单/复凝聚1～500 脂质体0.1～1 纳米微胶囊技术＜1 微胶囊技术方法 微胶囊技术的方法较多，但在食品工业中的应用主要包括界面聚合法，锐孔法，喷雾干燥法，喷雾冷却法，挤压法和空气悬浮法。 1）界面聚合法 通过适宜的乳化剂使芯材物质乳化后加入到壁材溶液中，加入反应物以引发聚合，在液滴表面形成聚合物膜，再使微胶囊从油相或水相中分离。该法制得的微胶囊致密性较好，反应条件温和，反应速率快。 2）锐孔法 先将芯材物质溶解于壁材溶液中，再通过一定的器皿使其固化成型后加入到固化液中，通过共沉淀法固化成型，真空干燥得到微胶囊产品。通常加入固化剂或采用热凝聚，也可利用带

有机储能材料的合成及其应用

有机储能材料的合成及其应用 随着全球经济的高速发展，全球性的能源短缺越来越凸显。近年来，相变储能材料(phase change material,PCM)成为国内外能源利用和材料科学方面研究的热点。相变储能技术可解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾,因而是提高能源利用率的有效手段。发达国家在推广应用相对比较成熟的储能技术的同时，纷纷投入巨资开发新的储能技术和储能材料，以期不断提高其技术性能、经济性和可靠性。我国也在这方面进行了积极的研究并取得了较大的成果。相变储能材料是指在其物相变化过程中，可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量，从而达到能量的储存和释放的目的。利用此特性，在太阳能利用，电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域制造出各种提高能源利用率的设施，同时由于其相变时温度近似恒定，可以用于调整控制周围环境的温度．并且可以多次重复使用。由于相变材料的应用十分广泛，它已成为一种日益受到人们重视的新材料，并已对其开始了实用性试验。本文详细介绍了有机相变储能材料的特点、合成方法以及应用前景。 1有机储能材料的特点及分类： 有机类相变材料常用的有高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类和多羟基碳酸类等，另外高分子类有聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇粪、聚烯酸类、聚酰胺类以及其它的一些高分子，其中 典型的有尿素、C n H 2n+2 、C n H 2n 、C 10 H 8 、CFC、PE、PEG、PMA、PA等。一般说来，同系 有机物的相变温度和相变焓会随着其碳链的增长而增大，这样可以得到具有一系列相变温度的储能材料，但随着碳链的增长，相变温度的增加值会逐渐减小。由于高分子化台物类的相变材料是具有一定分子量分布的混台物，并且由于分子链较长,结晶并不完全，因此它的相变过程有一个熔融温度范围。 有机类相变材料具有固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定等优点。将几种有机物配合成二元或多元相变材料，也可将有机物与无机物复合，从而得到合适的相变温度及相变热，以弥补不足．得到性能更好、更适合于应用的相变材料。目前，为了克服固一液相变储热材料流动性的缺点，出现了一大类形状稳定的固-液相变材料,即在相变时，外形可以保持固体形状，不使其流动。这类材料主要是在有机类(工作物质)储能材料中加入高分子树脂类(载体基质)，如聚乙烯、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯筹，使它们熔融在一起或采用物理共混法和化学反应法将工作物质灌注于载体内制备而得。如以刚性的二醋酸纤维索(CDA)链为骨架，接枝聚乙二醇(PEG)柔性链段，得到有固-固相变性能的网状储能材料，但这类材料存在着储能能力下降，机械性能下降等矛盾。 2有机储能材料的合成方法： 为防止相变储能材料的泄露，必须对其封装，使相变材料发生相变时，其外形保持稳定的形状而不变，才可将相变储能材料用于实际应用。定形技术主要有插层法，微胶囊法，溶胶凝胶法，化学接枝法和熔融／溶液共混法。 2.1插层法 插层法是利用层状无机物作主体，将相变储能材料作为客体插入层状主体中制得复合相变储能材料。利用插层法制备定形相变储能材料是目前研究较多的一种方法，其优点是制备工艺简单、使用方便，缺点是由于插层制备的封装程度和封装