复合乳化剂作用下相变调湿复合材料的性能和机理
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第 ４７ 卷
第 １２ 期
２０１９年１２月 第１５７－１６２页
材 料 工 程
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．４７ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ用下相变调湿 复合材料的性能和机理
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
摘要：以司盘８０、吐温８０和十二烷基硫酸钠合成 不 同 配 方 的 复 合 乳 化 剂，与 ＳｉＯ２ 为 载 体 材 料，棕 榈 醇棕 榈 酸月 桂 酸 为相变材料，采用溶胶凝胶法制备一系列相变调湿复合材料。利用激光粒度分析仪、扫 描 电 子 显 微 镜、傅 里 叶 变 换 红 外 光谱仪、差示扫描量热仪和动态水分吸附分析仪研究不同复 合 乳 化 剂 配 方 对 相 变 调 湿 复 合 材 料 粒 度 分 布、微 观 形 貌、组 成结构、热性能与湿性能的影响，分析复合乳化剂对相变调湿复合材料热性能与湿 性 能 的 影 响 机 理。 结 果 表 明：以 司 盘 ８０、吐温８０和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂制备具有良好热 性 能 与 湿 性 能 的 相 变 调 湿 复 合 材 料，其 相 变 材 料 质 量 分 数 达到７０．３４％～７４．００％，在相对湿度为４０％～６０％之间的湿容量为０．０３６１～０．０３９０ｇ／ｇ。以司盘８０、吐 温８０ 和 十 二 烷 基 硫 酸 钠 为 复 合 乳 化 剂 有 效 改 善 相 变 调 湿 复 合 材 料 的 粒 度 分 布 与 均 匀 程 度 ，并 且 提 高 相 变 调 湿 复 合 材 料 的 分 散 性 。 关 键 词 ：复 合 乳 化 剂 ；相 变 调 湿 复 合 材 料 ；粒 度 分 布 ；微 观 形 貌 ；热 性 能 ；湿 性 能 犱狅犻：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１８．００１４９３ 中 图 分 类 号 ：ＴＵ５２２．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００１４３８１（２０１９）１２０１５７０６
张 浩 ，李 海 丽 （安徽工业大学 建筑工程学院，安徽 马鞍山 ２４３０３２）
ＺＨＡＮＧ Ｈａｏ，ＬＩＨａｉｌｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａａｎｓｈａｎ２４３０３２，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｓｉｐａｎ８０，Ｔｗｅｅｎ８０ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｌａｕｒｙｌｓｕｌｆａｔｅ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄＳｉＯ２ａｓｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ，ｈｅｘａｄｅｃａｎｏｌｐａｌｍｉｔｉｃａｃｉｄｌａｕｒｉｃａｃｉｄａｓ ａｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅｂｙ ｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙ ＬＰＳＡ，ＳＥＭ，ＦＴＩＲ，ＤＳＣａｎｄ ＤＶＳ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｏｎｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ． ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈＳｉｐａｎ８０，Ｔｗｅｅｎ８０ａｎｄｓｏｄｉｕｍｌａｕｒｙｌｓｕｌｆａｔｅａｓｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ， ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄ，ｓｕｃｈａｓｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈ ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ７０．３４％ ｔｏ７４．００％， ａｎｄｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎ４０％ ａｎｄ６０％ ｉｓ０．０３６１０．０３９０ｇ／ｇ．Ｗｉｔｈ Ｓｉｐａｎ８０，Ｔｗｅｅｎ８０ａｎｄｓｏｄｉｕｍ ｌａｕｒｙｌｓｕｌｆａｔｅａｓｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ． 犓犲狔 狑狅狉犱狊：ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ；ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｈｕｍｉｄｉｔｙｐｒｏｐｅｒｔｙ
相变调湿复合材料是一种新型的节能与环保材 料［１３］，其利用微胶囊技术将具有相变调温性能 的 相 变 芯材通过具 有 储 湿 调 湿 性 能 的 无 机 多 孔 壳 材 包 覆 起 来 ，一 方 面 避 免 了 相 变 芯 材 与 外 界 环 境 直 接 接 触 ，另 一
第 １２ 期
２０１９年１２月 第１５７－１６２页
材 料 工 程
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．４７ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ用下相变调湿 复合材料的性能和机理
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
摘要：以司盘８０、吐温８０和十二烷基硫酸钠合成 不 同 配 方 的 复 合 乳 化 剂，与 ＳｉＯ２ 为 载 体 材 料，棕 榈 醇棕 榈 酸月 桂 酸 为相变材料，采用溶胶凝胶法制备一系列相变调湿复合材料。利用激光粒度分析仪、扫 描 电 子 显 微 镜、傅 里 叶 变 换 红 外 光谱仪、差示扫描量热仪和动态水分吸附分析仪研究不同复 合 乳 化 剂 配 方 对 相 变 调 湿 复 合 材 料 粒 度 分 布、微 观 形 貌、组 成结构、热性能与湿性能的影响，分析复合乳化剂对相变调湿复合材料热性能与湿 性 能 的 影 响 机 理。 结 果 表 明：以 司 盘 ８０、吐温８０和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂制备具有良好热 性 能 与 湿 性 能 的 相 变 调 湿 复 合 材 料，其 相 变 材 料 质 量 分 数 达到７０．３４％～７４．００％，在相对湿度为４０％～６０％之间的湿容量为０．０３６１～０．０３９０ｇ／ｇ。以司盘８０、吐 温８０ 和 十 二 烷 基 硫 酸 钠 为 复 合 乳 化 剂 有 效 改 善 相 变 调 湿 复 合 材 料 的 粒 度 分 布 与 均 匀 程 度 ，并 且 提 高 相 变 调 湿 复 合 材 料 的 分 散 性 。 关 键 词 ：复 合 乳 化 剂 ；相 变 调 湿 复 合 材 料 ；粒 度 分 布 ；微 观 形 貌 ；热 性 能 ；湿 性 能 犱狅犻：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１８．００１４９３ 中 图 分 类 号 ：ＴＵ５２２．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００１４３８１（２０１９）１２０１５７０６
张 浩 ，李 海 丽 （安徽工业大学 建筑工程学院，安徽 马鞍山 ２４３０３２）
ＺＨＡＮＧ Ｈａｏ，ＬＩＨａｉｌｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａａｎｓｈａｎ２４３０３２，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｓｉｐａｎ８０，Ｔｗｅｅｎ８０ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｌａｕｒｙｌｓｕｌｆａｔｅ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄＳｉＯ２ａｓｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ，ｈｅｘａｄｅｃａｎｏｌｐａｌｍｉｔｉｃａｃｉｄｌａｕｒｉｃａｃｉｄａｓ ａｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅｂｙ ｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙ ＬＰＳＡ，ＳＥＭ，ＦＴＩＲ，ＤＳＣａｎｄ ＤＶＳ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｏｎｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ． ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈＳｉｐａｎ８０，Ｔｗｅｅｎ８０ａｎｄｓｏｄｉｕｍｌａｕｒｙｌｓｕｌｆａｔｅａｓｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ， ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄ，ｓｕｃｈａｓｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈ ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ７０．３４％ ｔｏ７４．００％， ａｎｄｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎ４０％ ａｎｄ６０％ ｉｓ０．０３６１０．０３９０ｇ／ｇ．Ｗｉｔｈ Ｓｉｐａｎ８０，Ｔｗｅｅｎ８０ａｎｄｓｏｄｉｕｍ ｌａｕｒｙｌｓｕｌｆａｔｅａｓｃｏｍｐｏｕｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ． 犓犲狔 狑狅狉犱狊：ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ；ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｈｕｍｉｄｉｔｙｐｒｏｐｅｒｔｙ
相变调湿复合材料是一种新型的节能与环保材 料［１３］，其利用微胶囊技术将具有相变调温性能 的 相 变 芯材通过具 有 储 湿 调 湿 性 能 的 无 机 多 孔 壳 材 包 覆 起 来 ，一 方 面 避 免 了 相 变 芯 材 与 外 界 环 境 直 接 接 触 ，另 一