复合有机相变微胶囊的制备与表征(3)
70年代美国的航空航天局，为了防止仪器受到外界太空温度急剧变化的影响首次使用了相变材料微胶囊化技术。微胶囊技术有效解决了相变材料泄露问题，被航空航天，服装纺织业，采暖和空调，建筑等各种领域广泛应用。
1.2相变材料概述
相变储能材料是指在一定的温度范围之内，利用材料本身相态或结构变化，向环境自动吸收或释放潜热，从而达到调控环境温度的一类物质[2]。相变材料(Phase Change Materials， 简称PCMs)是指在一定的温度范围内可改变物理状态的材料，以环境与体系的温度差为推动力，实现储、放热功能，并且在相变过程中，材料的温度几乎保持不变。
国外对相变材料的研究始于20世纪60年代，以节能为目的，从太阳能和风能的利用和废热回收开始，经过不断地发展，延伸到航空航天，化工等领域。近年来的研究和应用主要集中在建筑物里的集中空调，采暖和被动式太阳房等领域。国外研究机构和科研人员对储热材料的理论研究，尤其对储热材料的组成，储热容量随热循环变化情况，相变寿命，设备等进行了全面的研究。实际应用上也取得了很大的发展。
相对于国外的研究，我国在20世纪70年代末才开始对相变储热材料进行研究，所以我国对相变储能材料的研究和应用还比较薄弱。上世纪90年代末开始，国内开始研究有机相变材料和复合定性相变材料的研究，也取得了不少的成绩。
1.2.1相变材料的调温机理
自动调温是相变材料最常用的功能，而且是双向调节温度。相变材料调温功能是在一定温度范围内改变其物理状态吸收或放出热量的反应。（如下图1-1）以固-液相变为例，相变过程是：加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热，降低环境温度。而相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变，提高环境温度，从而形成一个自动调温的循环体系。物理状态发生变化时，材料自身的温度几乎文持不变，但吸收或释放的潜热却相当大。
图1-1 相变储热材料调温过程图
1.2.2相变材料的分类
相变材料有很多种类，也有很多存在形式，可以用作相变材料的物质有两万多种，其中被人类研究过的各种相变材料超过4000多种。这些相变材料有很多分类方式，按照材料相态变化分为固-液相变储能材料，固-固相变储能材料。
固-液相变储能材料较为常见，产品也较多，它又可分为无机相变材料，有机相变材料，复合相变材料等。其中有机相变材料性能稳定，可通过不同相变材料的混合来调节相变温度的突出优点。但通常存在着导热系数小，密度小，单位体积储热能力差的缺点。典型的有机类相变材料有：石蜡、脂肪酸类、多元醇类相变材料等。石蜡最常用的有机相变储能材料，它结晶速率高，无毒，无腐蚀，价格便宜,但是和大多数有机相变材料一样，软化点低，表面硬度小，单位体积储热能力差，导热系数小[3]。固液相变储能材料因相变过程中有液相生成，必须要封装防止泄露。
固-固相变储能材料可分为无机盐类，多元醇类和高分子类。与固液相变储能材料相比它无相离，腐蚀小，没有泄漏无需封装，寿命长，但是存在相变储热较小，相变温度较高等问题。
复合相变材料一般有两种形式：一种是两种相变材料混合；另一种是定型相变材料。两种相变材料混合较为简单，但是需要封装，容易发生泄漏；定型相变材料是性状稳定的固液相变材料，虽然是固液相变材料，但相变过程中保持固体形状，不具流动性，无需封装。