Page 69 - 《精细化工》2021年第3期

第 38 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.38, No.3
202 1 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2021

功能材料
基于聚多巴胺包覆的光热相变微胶囊的制备及性能

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吴 京 ，王先锋 ，薛 东 ，赵 涛 1,2*
（1. 东华大学 化学化工与生物工程学院，上海 201620；2. 生态纺织教育部重点实验室，东华大学，上
海 201620）

摘要：以正十八烷（n-OD）为芯材，二氧化硅（SiO 2 ）和聚多巴胺（PDA）为复合壁材，采用界面水解缩合法
成功制备光热相变微胶囊 n-OD@SiO 2 /PDA。采用 FESEM、FETEM、FTIR、DSC、TG、UV-Vis-NIR 和模拟光
源等对所制备了微胶囊的表面形貌、化学结构、热性能、光吸收性能和光热转换性能进行了分析和表征。在探
究了不同芯材与硅源〔正硅酸四乙酯（TEOS）〕质量比对相变微胶囊储热性能影响的基础上，确定了以 m(n-OD)∶
m(TEOS)=2∶1 制备光热相变微胶囊。结果表明，所制备的光热相变微胶囊具有规整的表面形貌和明显的核壳
结构，具有良好的耐热性能，复合壁材可以有效保护芯材。与相变微胶囊 n-OD@SiO 2 相比，光热相变微胶囊仍
具备良好的储热性能，其熔融热焓值为 151.2 J/g，展现出较好的光热转换性能，其光热转换与存储效率为 91.8%。
关键词：相变材料；微胶囊；聚多巴胺；光热转换；功能材料
中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 03-0489-07

Preparation and properties of PDA-coated photothermal
phase change microcapsules

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WU Jing , WANG Xianfeng , XUE Dong , ZHAO Tao 1,2*
（1. College of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, Donghua University, Shanghai 201620, China;
2. Key Laboratory of Science & Technology of Eco-textile, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai
201620, China）
Abstract: Photothermal phase change microcapsules (n-OD@SiO 2/PDA) were successfully prepared using
n-octadecane (n-OD) as core material, silica (SiO 2) and polydopamine (PDA) as composite wall materials
by the interfacial hydrolytic condensation method. FESEM, FETEM, FTIR, DSC, TG, UV-Vis-NIR and
simulated light source were used to analyze and characterize the surface morphology, chemical structure,
thermal properties, optical absorption and photothermal conversion properties of the microcapsules. The
effect of different mass ratios of core material to silicon source (tetraethyl orthosilicate, TEOS) on the
thermal storage performance of phase change microcapsules was investigated. The optimal mass ratio of
n-OD to TEOS was 2∶1. The results showed that the prepared photo thermal phase change microcapsules
had regular surface morphology and obvious core-shell structure with good heat resistance, and the
composite wall material could effectively protect the core material. Compared with phase change
microcapsules n-OD@SiO 2, n-OD@SiO 2/PDA had good thermal storage performance with a melting
enthalpy of 151.2 J/g, and exhibited excellent photothermal conversion performance with 91.8% of
photothermal conversion and storage efficiency.
Key words: phase change materials; microcapsules; polydopamine; photothermal conversion; functional
materials

[2]
相变材料是一种在一定温度范围内可以通过相 变材料存在体积变化、泄漏和污染环境等问题 。
态之间的相转变从而吸收、储存和释放大量潜热的 将相变材料胶囊化，不仅可以解决相变材料泄漏问
[1]
[3]
高储能密度材料 。但是，在实际应用过程中，相 题，还能延长其使用寿命 ，从而促进了其在纺织、

收稿日期：2020-08-13; 定用日期：2020-11-02; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200755
作者简介：吴 京（1995—），女，硕士生，E-mail：851347381@qq.com。联系人：赵 涛（1965—），男，教授，E-mail：tzhao@dhu.edu.cn。