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·1032· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

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趋势。当 APS 质量分数（以单体 MMA 质量计，下同） 芯材的红外谱图中，2957 和 1369 cm 两处的吸收
从 0.8%增加到 1.2%时，水相中自由基含量增多，自 峰对应于甲基的伸缩振动和弯曲振动，2918、2849
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由基由水相扩散到油相液滴中的速率增大，乳胶粒 和 1470 cm 是亚甲基的不对称伸缩振动、对称伸缩
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数目增多，聚合反应速率加快，导致单体转化率升高、 振动和弯曲振动吸收峰，717 cm 处的吸收峰对应
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粒径下降 。然而，引发剂用量不宜过多，当 APS 质 于复合芯材中 4 个以上亚甲基组成的长链的平面摇
+ 摆振动。在壁材的红外谱图中，1740、1250、1198
量分数大于 1.2%时，APS 电离产生较高浓度的 NH 4
以及 APS 分解放出的热量会降低乳液体系的稳定 和 1177 cm –1 处的红外吸收峰与羧酸甲酯基团中羰
性，纳米胶囊发生团聚，使得单体转化率下降、粒 基、醚键的特征吸收峰相对应。并且，在相变纳米
胶囊的谱图中包含了复合芯材和壁材的所有特征吸
径增大。因此，本研究中 APS 最佳质量分数为 1.2%。
收峰，且没有新峰出现，说明复合芯材和壁材只是
2.1.5 芯壁比对相变纳米胶囊形貌的影响
简单地物理包覆而没有发生化学反应。
图 6 是不同芯壁比（C 18 、BS 复合芯材和 PMMA

壁材的质量比）时相变纳米胶囊的微观形貌。由图
可知，当芯壁比为 8∶4、5∶4、4∶4 时，大多数纳
米胶囊都是“塌陷”、“碗状”形貌，成囊性差，且
有明显的粘连现象，尺寸较大，这是因为芯材所占
纳米胶囊的比例较大，单体聚合形成的聚合物薄膜
不足以包覆所加入的芯材或壁材的厚度较薄，在后
期处理的过程中可能出现由纳米胶囊破裂而引起的
相变芯材的泄露，使得纳米胶囊相互粘结。当芯壁
比为 2∶4 时，可以观察到球形形貌完整的纳米胶
囊，平均粒径为 100 nm 左右，这归因于合适的芯壁 图 7 PCMs、PMMA 壁材和 NPCMs 的 FTIR 谱图
Fig. 7 FTIR spectra of PCMs, Shell and NPCMs
比有利于芯材被较好地包裹到纳米胶囊内部，壁材
厚度相应增加使得纳米胶囊的密封性和稳定化得到 为了证明复合芯材的固态结晶性能，对复合芯
改善，有效克服了因相变材料泄露引起的纳米胶囊 材和相变纳米胶囊进行了 X 射线衍射分析，结果如
的塌陷问题。所以，本研究中相变纳米胶囊的最佳 图 8 所示。复合芯材在 2θ=9和 22处有 2 个明显的
芯壁比为 2∶4。 特征衍射峰，且 22处的衍射峰在相变纳米胶囊的
衍射图中也出现，说明复合芯材被成功包覆于纳米
胶囊中。然而，与复合芯材的衍射峰相比，纳米胶
囊在 22处的衍射峰的强度明显减弱，9处的衍射峰
甚至消失，这是由于复合芯材包覆于内部空间狭窄
的纳米胶囊后，复合芯材分子链段的运动受到了限
制，从而使结晶度减小。

a—8∶4；b—5∶4；c—4∶4；d—2∶4
图 6 不同芯壁比纳米胶囊的 SEM 图
Fig. 6 SEM images of the nanocapsules with different
core/shell mass ratio

2.2 相变纳米胶囊的结构和性能表征 图 8 PCMs 和 NPCMs 的 XRD 图
Fig. 8 XRD patterns of PCMs and NPCMs
2.2.1 相变纳米胶囊的结构表征和熔融泄漏测试
图 7 是复合芯材（PCMs）、PMMA 壁材（Shell） 为了进一步证实复合芯材被成功胶囊化，对复
和相变纳米胶囊（NPCMs）的 FTIR 谱图。在复合 合芯材和相变纳米胶囊进行了抗熔融泄漏测试。如