Mikrokapsuliuotos fazės keitimo medžiagos (PCM) yra šerdies apvalkalo struktūrinės funkcinės medžiagos, suformuotos kapsuliuojančios fazės keitimo medžiagos (PCM) mikropolimeruose arba neorganiniuose apvalkaluose. Pagrindinė jo savybė yra absorbuoti arba išlaisvinti latentinę šilumą per fazių pokyčių procesą (kietojo skysčio/kieto ir kieto konversijos), kad būtų pasiektas temperatūros reguliavimas ir šiluminės energijos kaupimas, o mikrokapsuliacija išsprendžia tradicinio PCM nuotėkio, korozijos ir fazių atskyrimo problemas.
Toliau pateikiama sisteminė dviejų aspektų analizė:
--Pagrindinės PCM mikrokapsulių charakteristikos:
Packaging structure and thermal management mechanism Core-shell design: The core material is paraffin alkane (such as n-octadecane, n-docadecane) or fatty acid esters, and the shell material is commonly used polyurea, polyurethane, acrylate or inorganic material, and the thickness is usually 5–40 μm. Dynamic temperature regulation: The phase change occurs near the set phase change temperature (such as 28°C human comfort temperature): high temperature heat absorption (solid → liquid), low temperature heat release (liquid → solid), to achieve two-way temperature buffering. High energy storage density: the enthalpy of fusion can reach 150–220 J/g (e.g., the enthalpy value of n-octadecane microcapsules is 214.2 J/g), and the coating efficiency is >80%.
Šiluminis našumas ir stabilumas Mažas aušinimas: temperatūros svyravimas fazės pokyčio proceso metu yra mažas (± 1–2 laipsnis), kad būtų užtikrinta tiksli temperatūros kontrolė. Ciklo patvarumas: Po 200 karštų ir šaltų ciklų entalpijos sulaikymo greitis> 95%. Šilumos laidumo sustiprinimas: pridedant termiškai laidžių užpildų, tokių kaip grafenas (pvz., GNP/RCH hibridiniai apvalkalai), šilumos laidumas padidėja 138% (iki 0,65 W/(m · k)), o šiluminis atsakas pagreitėja.
Mechaninis ir cheminio stabilumo atsparumas nuotėkiui: apvalkalas efektyviai išskiria pagrindinę medžiagą, kad išvengtų reakcijos į substratą (pvz., Cementas, tekstilė) ir pagerina kapsulės sienos kietumą per kryžminį ryšį (pvz., Daugiafunkciniai akrilatai). Atsparumas aplinkai: dvigubo apvalkalo struktūra (tokia kaip magnetronas dulkinančio nusodinimo išorinio sluoksnio) gali atsispirti drėgmei, rūgšties ir šarmų erozijai ir prailginti tarnavimo laiką.
Aplinkos apsauga ir saugos biologinis suderinamumas: Norint sumažinti paviršiaus aktyviųjų medžiagų (pvz., Pickeringo emulsijos technologijos) naudojimą, naudojamos netoksiškos medžiagos, tokios kaip regeneruotas chitinas (RCH) ir vandens plintantis poliuretanas. Be aldehido: Pavyzdžiui, „Wuhan Advanced Institute“ sukūrė formaldehido be/mažai aldehido mikrokapsules, kurios atitinka tekstilės saugos standartus.
--Pagrindiniai PCM mikrokapsulių taikymo laukai:
Tekstilės ir drabužių lauko intelektuali temperatūros valdymo audiniai:
Microcapsules are integrated into fibers through dipping, coating or spinning, and are used in sports underwear, cooling bedding, etc., with a contact cooling coefficient Qmax >0,3 (Nacionalinis standartas GB/T 352632017). Daugiafunkcinis laminavimas: savaime surinkimas su liepsnos sulėtėjimais (pvz., Amonio polifosfato) sluoksniu pagal sluoksnį, todėl medvilninis audiniui suteikiama dviguba temperatūros reguliavimo/liepsnos sulėtėjimo funkcija (LOI vertė padidėjo nuo 19,9% iki 24,4%). Optimizuotas patvarumas: po liocell pluošto pakrovimo 20Wt% mikrokapsulėmis, 20 vandens plovimų entalpija buvo sumažinta tik 9%.
Energijos efektyvumo kūrimas:
Fazių pokyčių skiedinio ir sienų plokštės: Cemento skiedinys, sumaišytas su 40% tūrio frakcijos mikrokapsulėmis, gali sumažinti sienos smailės temperatūrą 5,2 laipsnio ir atidėti šilumos perdavimą 145 minutes, žymiai pagerindami šiluminės izoliacijos efektyvumą.
3. Elektroninių prietaisų šiluminis valdymas:
Garų kameros ir termiškai laidžios plėvelės: Šilumos išsklaidymui 5G drožlėms naudojamos grafeno patobulintos mikrokapsulės (GNP/Pu@C22), padidindamos paviršiaus temperatūros padidėjimo greitį 157% (10 laipsnių temperatūros pakilimo laikas sutrumpėja nuo 360S iki 140S). Akumuliatoriaus šiluminis valdymas: įterpta fazė Pakeiskite garų kamerą, kad stabilizuotumėte ličio akumuliatoriaus modulio darbinę temperatūrą.
4. Sudėtinės PCM sistemos:
Poliuretano pagrindu pagaminti kompozitai: Mikrokapsulės yra sudedamos su poliuretano kietuoju PCM, o tai ne tik pagerina entalpijos vertę (pvz., Polietilenglikolio pagrindu pagamintos sistemos), bet ir padidina mechaninį stiprumą, kuris naudojamas ilgos temperatūros kontrolės scenarijuose (30–100 laipsnių).
Funkcinis išplėtimas: Individualizuotos mikrokapsulės su skirtinga fazių pokyčių temperatūra (10–60 laipsnių) daugiapakopiam šiluminiam valdymui (pvz., Vietinis aušinimas/automobilio sėdynių pagalvių aušinimas/šiluma).