二元低共熔脂肪酸相变微胶囊的设计与工艺优化

作     者：袁红平 洪枢 邓竣骞 吴新宇 李晓玉 肖俊 连海兰 

作者机构：南京林业大学材料科学与工程学院 东北林业大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(32071703) 

主　　题：月桂酸 肉豆蔻酸 二元低共熔脂肪酸 相变微胶囊 COSMOthermX 

摘      要：单一脂肪酸的相变温度普遍较高且易泄漏，不能满足其作为相变材料对夏季建筑空调能耗调节的需求。本工作基于真实溶剂类导体屏蔽模型（conductor-like screening model for real solvents，COSMO-RS），采用COSMOthermX软件对7种中链脂肪酸和10种长链脂肪酸两两组合的136种二元低共熔脂肪酸进行设计计算，筛选预测其共熔温度与摩尔比。进而将最优组合作为芯材，三聚氰胺-尿素-甲醛树脂（MUF）为壁材，通过原位聚合法制备相变微胶囊，系统地探讨不同工艺条件（芯壁比、反应温度、反应时间和反应转速等）对该微胶囊热物理性能的影响。结果表明：COSMO-RS模型可以直观地判断材料氢键供体（hydrogen bond donor，HBD）与受体（hydrogen bond acceptor，HBA）之间的关系，最优组合月桂酸（lauric acid，LA）与肉豆蔻酸（myristic acid，MA）摩尔比为0.66：0.34的LA-MA（LM）的理论共熔温度（33.25 ℃）与实验结果（33.1 ℃）相似度达99.55%；在芯壁比2：1、反应时间3 h、反应温度80 ℃、搅拌转速200 r/m的条件下，MUF对芯材LM的包覆效率为61.37%，较好地解决了泄漏问题，对降低建筑空调制冷能耗具有潜在的应用价值。