माइक्रोएन्कैप्सुलेटेड चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) कोर-शेल संरचनात्मक कार्यात्मक सामग्री हैं जो माइक्रोपॉलीमर या अकार्बनिक गोले में चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) को एनकैप्सुलेट करके गठित होती हैं। इसकी मुख्य विशेषता तापमान विनियमन और थर्मल ऊर्जा भंडारण को प्राप्त करने के लिए चरण परिवर्तन प्रक्रिया (ठोस-तरल/ठोस-ठोस रूपांतरण) के माध्यम से अव्यक्त गर्मी को अवशोषित या जारी करना है, जबकि माइक्रोएन्कैप्सुलेशन पारंपरिक पीसीएम के रिसाव, संक्षारण और चरण पृथक्करण समस्याओं को हल करता है।
निम्नलिखित दो पहलुओं से एक व्यवस्थित विश्लेषण है:
--पीसीएम माइक्रोकैप्सुल्स की मुख्य विशेषताएं:
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%.
थर्मल प्रदर्शन और स्थिरता कम सबकूलिंग: सटीक तापमान नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए चरण परिवर्तन प्रक्रिया के दौरान तापमान में उतार -चढ़ाव छोटा (± 1-2 डिग्री) है। साइकिल स्थायित्व: 200 गर्म और ठंडे चक्रों के बाद, थैलेपी प्रतिधारण दर> 95%। थर्मल चालकता वृद्धि: ग्राफीन (जैसे, जीएनपीएस/आरसीएच हाइब्रिड गोले) जैसे थर्मल प्रवाहकीय भराव जोड़कर, थर्मल चालकता को 138% (0.65 w/(m · k) तक) और थर्मल प्रतिक्रिया में वृद्धि होती है।
मैकेनिकल और रासायनिक स्थिरता रिसाव प्रतिरोध: शेल प्रभावी रूप से सब्सट्रेट (जैसे, सीमेंट, वस्त्र) के साथ प्रतिक्रिया से बचने के लिए कोर सामग्री को अलग करता है, और क्रॉस-लिंकिंग डिजाइन (जैसे, बहुक्रियाशील एक्रिलेट्स) के माध्यम से कैप्सूल की दीवार की क्रूरता में सुधार करता है। पर्यावरण प्रतिरोध: डबल-शेल संरचना (जैसे कि मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग डिपॉजिट बाहरी परत) आर्द्रता, एसिड और क्षार कटाव का विरोध कर सकती है, और सेवा जीवन को लम्बा कर सकती है।
पर्यावरण संरक्षण और सुरक्षा बायोकंपैटिबिलिटी: गैर-विषैले सामग्री जैसे पुनर्जीवित चिटिन (आरसीएच) और जलजनित पॉलीयूरेथेन का उपयोग सर्फेक्टेंट (जैसे पिकरिंग इमल्शन तकनीक) के उपयोग को कम करने के लिए किया जाता है। एल्डिहाइड-फ्री: उदाहरण के लिए, वुहान एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ने फॉर्मलाडेहाइड-फ्री/लो-एल्डिहाइड माइक्रोकैप्सुल्स विकसित किए हैं, जो टेक्सटाइल सुरक्षा मानकों को पूरा करते हैं।
--पीसीएम माइक्रोकैप्सुल्स के मुख्य अनुप्रयोग फ़ील्ड:
कपड़ा और परिधान क्षेत्र बुद्धिमान तापमान नियंत्रण कपड़े:
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 (राष्ट्रीय मानक जीबी/टी 352632017)। बहुक्रियाशील फाड़ना: परत द्वारा फ्लेम रिटार्डेंट्स (जैसे अमोनियम पॉलीफॉस्फेट) परत के साथ स्व-असेंबली, कपास के कपड़े को तापमान विनियमन/लौ रिटार्डेंट का दोहरी कार्य देता है (LOI मूल्य 19.9% से 24.4% तक बढ़ गया)। अनुकूलित स्थायित्व: 20WT% माइक्रोकैप्सुल्स के साथ लियोसेल फाइबर लोडिंग के बाद, 20 पानी washes की थैलीपी केवल 9% से कम हो गई थी।
ऊर्जा दक्षता का निर्माण:
चरण परिवर्तन मोर्टार और दीवार पैनल: 40% वॉल्यूम अंश माइक्रोकैप्सुल्स के साथ मिश्रित सीमेंट मोर्टार दीवार के पीक तापमान को 5.2 डिग्री तक कम कर सकता है और 145 मिनट तक गर्मी हस्तांतरण में देरी कर सकता है, थर्मल इन्सुलेशन प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकता है।
3। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का थर्मल प्रबंधन:
वाष्प कक्ष और थर्मली प्रवाहकीय फिल्में: ग्राफीन-वर्धित माइक्रोकैप्सुल्स (GNPS/PU@C22) का उपयोग 5G चिप्स के गर्मी विघटन के लिए किया जाता है, जिससे सतह के तापमान में वृद्धि दर 157% तक बढ़ जाती है (10 डिग्री तापमान वृद्धि समय 360 से 140 के दशक तक छोटा हो जाता है)। बैटरी थर्मल कंट्रोल: लिथियम बैटरी मॉड्यूल के काम करने वाले तापमान को स्थिर करने के लिए एम्बेडेड चरण परिवर्तन वाष्प कक्ष।
4। समग्र पीसीएम सिस्टम:
पॉलीयुरेथेन-आधारित कंपोजिट: माइक्रोकैप्सुल्स को पॉलीयूरेथेन सॉलिड पीसीएम के साथ जोड़ा जाता है, जो न केवल थैलेपी मूल्य (जैसे कि पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल-आधारित सिस्टम) में सुधार करता है, बल्कि यांत्रिक शक्ति को भी बढ़ाता है, जिसका उपयोग लंबे समय तक तापमान नियंत्रण परिदृश्यों (30-100 डिग्री) में किया जाता है।
कार्यात्मक विस्तार: बहु-स्तरीय थर्मल प्रबंधन (जैसे, स्थानीय शीतलन/कार सीट कुशन की गर्मी) के लिए विभिन्न चरण परिवर्तन तापमान (10-60 डिग्री) के साथ अनुकूलित माइक्रोकैप्सुल।