Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp muối Glauber nanoencapsulated sử dụng vỏ PMMA và ứng dụng trên vải cotton để tạo hiệu ứng điều chỉnh nhiệt độ
Tóm tắt
Vật liệu thay đổi pha (PCM) có khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt và có thể được sử dụng trong vải thông minh, cung cấp hiệu ứng điều chỉnh nhiệt độ. Các PCM khác nhau lưu trữ một lượng năng lượng khác nhau ở nhiệt độ nhất định và sau đó giải phóng năng lượng đã lưu trữ dưới dạng nhiệt ẩn. Nghiên cứu này báo cáo việc tổng hợp các viên nang nano chứa muối Glauber như là PCM lõi và quá trình đặc trưng hóa của nó bằng cách sử dụng nhiệt vi sai quét và hiển vi điện tử quét. Vải cotton được xử lý bằng muối Glauber nanoencapsulated đã tổng hợp thông qua quy trình thấm-khô-chữa và được đặc trưng hóa bằng DSC và SEM so sánh với các viên nang vi mô thương mại. Các viên nang đã tổng hợp của muối Glauber có kích thước nằm trong khoảng nano, trung bình khoảng 500 nm. Kết quả từ DSC cho thấy muối Glauber nanoencapsulated có kết quả tốt hơn sau khi áp dụng lên vải và không dễ bị rửa trôi. Các viên nang nano mới được phát triển và báo cáo trong bài viết này sẽ thiết lập sự hiểu biết tốt hơn về PCM để sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học vật liệu. Nghiên cứu này sẽ khai thác hiệu quả tiềm năng sử dụng muối Glauber đã được bao encapsulated trong lĩnh vực khoa học vật liệu như các loại vải cellulosic thông minh.
Từ khóa
#muối Glauber #nanoencapsulation #vật liệu thay đổi pha #vải thông minh #khoa học vật liệuTài liệu tham khảo
Alay S, Göde F, Alkan C (2010) Preparation and characterization of poly(methylmethacrylate-coglycidyl methacrylate)/n-hexadecane nanocapsules as a fiber additive for thermal energy storage. Fiber Polym 11:1089–1093. https://doi.org/10.1007/s12221-010-1089-2
Arshaday R (1990) Microspheres and microcapsules, a survey of manufacturing techniques Part II: coacervation. Polym Eng Sci 30:905–914
Biswas DR (1977) Thermal energy storage using sodium sulfate decahydrate and water. Sol Energy 19:99–100
Black JK, Tracy LE, Roche CP, Henry PJ, Pesavento JB, Adalsteinsson T (2010) Phase transitions of hexadecane in poly(alkyl methacrylate) core-shell microcapsules. J Phys Chem B 114:4130–4137. https://doi.org/10.1021/Jp9080355
Borreguero AM, Valverde JL, Rodriguez JF, Barber AH, Cubillo JJ, Carmona M (2011) Synthesis and characterization of microcapsules containing Rubitherm (R) RT27 obtained by spray drying. Chem Eng J 166:384–390. https://doi.org/10.1016/j.cej.2010.10.055
Canbazoğlu S, Şahinaslan A, Ekmekyapar A, Aksoy ÝG, Akarsu F (2005) Enhancement of solar thermal energy storage performance using sodium thiosulfate pentahydrate of a conventional solar water-heating system. Energy Build 37:235–242
Chen W, Liu X, Lee DW (2012) Fabrication and characterization of microcapsules with polyamide-polyurea as hybrid shell. J Mater Sci 47:2040–2044. https://doi.org/10.1007/s10853-011-6004-8
Fang GY, Chen Z, Li H (2010) Synthesis and properties of microencapsulated paraffin composites with SiO2 shell as thermal energy storage materials. Chem Eng J 163:154–159. https://doi.org/10.1016/j.cej.2010.07.054
Hawlader MNA, Uddin MS, Zhu HJ (2000) Preparation and evaluation of a novel solar storage material: microencapsulated paraffin. Int J Sol Energy 20:227–238. https://doi.org/10.1080/01425910008914357
Hawlader MNA, Uddin MS, Khin MM (2003) Microencapsulated PCM thermal-energy storage system. Appl Energy 74:195–202. https://doi.org/10.1016/s0306-2619(02)00146-0
Iqbal K (2016) Experimental and numerical studies of thermoregulating textiles incorporated with phase change materials. Doctoral dissertation, Heriot-Watt University
Jin ZG, Wang YD, Liu JG, Yang ZZ (2008) Synthesis and properties of paraffin capsules as phase change materials. Polymer 49:2903–2910. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2008.04.030
Kürklü A (1997) Thermal performance of a tapered store containing tubes of phase change material: cooling cycle. Energy Convers Manag 38:333–340
Kwon HJ, Cheong IW, Kim JH (2010) Preparation of n-octadecane nanocapsules by using interfacial redox initiation in miniemulsion polymerization. Macromol Res 18:923–926. https://doi.org/10.1007/s13233-010-0915-0
Li MG, Zhang Y, Xu YH, Zhang D (2011) Effect of different amounts of surfactant on characteristics of nanoencapsulated phase-change materials. Polym Bull 67:541–552. https://doi.org/10.1007/s00289-011-0492-1
Marks S (1980) An investigation of the thermal energy storage capacity of Glauber’s salt with respect to thermal cycling. Sol Energy 25:255–258
Mondal S (2008) Phase change materials for smart textiles–an overview. Appl Therm Eng 28:1536–1550
Nelson G (2002) Application of microencapsulation in textiles. Int J Pharm 242:55–62
Pause B (2002) Driving more comfortably with phase change materials. Tech Text Int 11:24–27
Saito A, Okawa S, Shintani T, Iwamoto R (2001) On the heat removal characteristics and the analytical model of a thermal energy storage capsule using gelled Glauber’s salt as the PCM. Int J Heat Mass Transf 44:4693–4701
Salaun F, Devaux E, Bourbigot S, Rumeau P (2010) Development of phase change materials in clothing part I: formulation of microencapsulated phase change. Text Res J 80:195–205. https://doi.org/10.1177/0040517509093436
Sánchez P, Sánchez-Fernandez MV, Romero A, Rodríguez JF, Sánchez-Silva L (2010) Development of thermo-regulating textiles using paraffin wax microcapsule. Thermochim Acta 498:16–21
Sari A, Alkan C, Karaipekli A, Uzun O (2009) Microencapsulated n-octacosane as phase change material for thermal energy storage. Sol Energy 83:1757–1763. https://doi.org/10.1016/j.solener.2009.05.008
Sarier N, Onder E (2007) The manufacture of microencapsulated phase change materials suitable for the design of thermally enhanced fabrics. Thermochim Acta 452:149–160. https://doi.org/10.1016/j.tca.2006.08.002
Sarier N, Onder E (2012) Organic phase change materials and their textile applications: an overview. Thermochim Acta 540:7–60. https://doi.org/10.1016/j.tca.2012.04.013
Shin Y, Yoo DI, Son K (2005) Development of thermoregulating textile materials with microencapsulated phase change materials (PCM). II. Preparation and application of PCM microcapsules. J Appl Polym Sci 96: 2005–2010. https://doi.org/10.1002/app.21438
Teixeira MI, Andrade LR, Farina M, Rocha-Leao MHM (2004) Characterization of short chain fatty acid microcapsules produced by spray drying. Mat Sci Eng C-Bio S 24:653–658. https://doi.org/10.1016/j.msec.2004.08.008
Uddin MS, Zhu HJ, Hawlader MNA (2002) Effects of cyclic operation on the characteristics of a microencapsulated PCM storage material. Int J Sol Energy 22:105–114. https://doi.org/10.1080/0142591031000092210
Zhao CY, Zhang GH (2011) Review on microencapsulated phase change materials (MEPCMs): fabrication, characterization and applications. Renew Sust Energ Rev 15:3813–3832. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.019
Zuckerman JL, Pushaw RJ, Perry BT, Wyner DM (2003) Fabric coating containing energy absorbing phase change material and method of manufacturing same. U.S. Patent 6,514,362