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 YUAN Hongping;HONG Shu;DENG Junqian;WU Xinyu;LI Xiaoyu;XIAO Jun;LIAN Hailan

作者机构：南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 

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

年 卷 期：2024年第52卷第10期

页      面：34-43页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

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 COSMO-RS 

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)理论共熔温度(33.25℃)与实验结果(33.1℃)相似度达98.08%;在芯壁比2∶1、反应时间3 h、反应温度80℃、搅拌转速200 r/min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。