第1章 绪论 1
1.1 相变材料微胶囊的主动泵送应用 2
1.2 相变材料微胶囊的被动式应用 5
1.3 相变材料大胶囊的被动式应用 8
参考文献 9
第2章 相变材料 13
2.1 相变材料 13
2.2 相变材料的研究过程 14
2.3 相变材料的种类 14
2.4 相变材料的相变性能 15
2.4.1 固－固相变材料 15
2.4.2 固－液相变材料 25
参考文献 33
第3章 相变材料胶囊制备技术 37
3.1 概述 37
3.2 相变材料微胶囊的制备方法 37
3.2.1 原位聚合法 38
3.2.2 界面聚合法 40
3.2.3 悬浮聚合法 42
3.2.4 复凝聚法 43
3.2.5 喷雾干燥法 44
3.2.6 流化喷涂法 44
3.2.7 凝聚－原位聚合法 45
3.3 已微胶囊化的相变材料 45
3.4 囊壁材料 47
3.4.1 蜜胺树脂和脲醛树脂 47
3.4.2 酚醛树脂 48
3.4.3 聚脲树脂 49
3.4.4 聚苯乙烯 50
3.4.5 聚丙烯酸酯 51
3.4.6 明胶、阿拉伯胶 51
3.4.7 交联聚酰胺和芳香聚酰胺 52
3.4.8 聚乙烯醇 52
3.4.9 硅玻璃 52
3.4.10 环氧树脂 52
3.4.11 蛋白囊壁 53
3.5 相变材料微胶囊的粒径 53
3.5.1 乳化时间对相变材料微胶囊粒径的影响 54
3.5.2 乳化机转速对相变材料微胶囊粒径的影响 54
3.5.3 乳化剂含量对相变材料微胶囊粒径的影响 55
3.5.4 乳化剂分子量对相变材料微胶囊粒径的影响 55
3.5.5 环己烷含量对相变材料微胶囊粒径的影响 56
3.5.6 相变材料种类 56
3.5.7 温度对相变材料微胶囊直径及其分布的影响 56
3.5.8 微胶囊化过程对相变材料微胶囊直径及其分布的影响 56
3.6 相变材料微胶囊的性能 57
3.6.1 熔融温度 57
3.6.2 结晶温度 57
3.6.3 相变材料微胶囊的囊芯含量 59
3.6.4 相变材料微胶囊的机械强度 60
3.6.5 相变材料微胶囊的耐热稳定性 60
3.6.6 耐渗透性 62
3.6.7 相变材料微胶囊的形貌 63
3.6.8 残余甲醛含量 64
3.6.9 相变材料微胶囊的耐久性 65
3.6.10 相变材料微胶囊的其他性能 65
3.7 相变材料纳胶囊 65
3.8 相变材料大胶囊及其制备 67
3.8.1 灌装法 67
3.8.2 原位聚合黏合法 68
3.8.3 锐孔法 69
3.8.4 电镀法 69
3.8.5 其他方法 69
3.9 相变材料微胶囊的结构和性能评价 69
3.9.1 相变材料微胶囊的生成 70
3.9.2 乳滴和相变材料微胶囊的粒径 70
3.9.3 相变材料微胶囊的表面形貌 71
3.9.4 相变材料微胶囊中的相变材料含量 71
3.9.5 相变材料微胶囊中相变材料的结晶机理和晶型 72
3.9.6 相变材料微胶囊的相变性能 72
3.9.7 相变材料微胶囊的耐热性能 72
3.9.8 相变材料微胶囊的物理力学性能 73
参考文献 73
第4章 相变材料胶囊在建筑围护结构中的应用 80
4.1 相变材料在节能建筑中的应用背景 80
4.2 相变储能建筑围护结构应用形式及传热机理 81
4.3 相变储能建筑材料的研制 84
4.3.1 相变材料的特点及建筑用相变材料的选取 84
4.3.2 相变材料与建筑材料的掺混方法 85
4.3.3 使用相变材料微胶囊制备相变储能建筑材料 86
4.4 相变储能建筑材料在被动式蓄能围护结构中的应用 90
4.4.1 相变储能建筑材料在墙体中的应用 90
4.4.2 相变储能建筑材料在采暖地板中的应用 93
4.4.3 相变储能建筑材料在屋顶中的应用 94
4.4.4 相变储能建筑材料在窗户中的应用 94
4.5 相变储能建筑材料在主动式蓄能围护结构中的应用 95
4.5.1 相变储能建筑材料在采暖地板中的应用 95
4.5.2 相变储能建筑材料在吊顶中的应用 98
参考文献 99
第5章 相变材料微胶囊在传热流体中的应用 102
5.1 概述 102
5.2 相变材料微胶囊悬浮液强化换热机理 102
5.2.1 数值模型 102
5.2.2 对流与导热的相似性 104
5.2.3 相变强化换热机理 105
5.2.4 有效热导率增大强化换热机理 106
5.2.5 换热强化的机理总结 107
5.3 相变材料微胶囊悬浮液传热研究进展 108
5.3.1 层流圆管换热研究 108
5.3.2 湍流圆管换热研究 110
5.3.3 微小通道内换热研究 111
5.3.4 方腔中的自然对流研究 112
5.4 相变材料微胶囊悬浮液的物性 112
5.4.1 相变潜热及相变温度 113
5.4.2 密度 113
5.4.3 比热容 114
5.4.4 热导率 115
5.4.5 黏度 116
5.5 集中空调中的相变材料微胶囊悬浮液系统 116
5.6 工业废热回收系统 118
5.7 电子器件冷却装置 120
5.7.1 被动式电子器件冷却装置 120
5.7.2 主动式电子器件冷却装置 122
5.8 其他应用 124
5.8.1 输热应用 124
5.8.2 切削液应用 124
5.8.3 热存储系统 126
参考文献 126
第6章 相变材料微胶囊和纳胶囊的纤维和纺织品应用 130
6.1 储热调温纺织品的调温机理 130
6.2 储热调温纤维的制备方法 131
6.2.1 相变材料微胶囊纺丝法 131
6.2.2 相变材料微胶囊静电纺丝法 134
6.2.3 聚乙烯醇／相变材料复合纺丝法 135
6.3 储热调温织物 138
6.4 储热调温纤维和织物的其他性能 141
6.5 储热调温泡沫 141
6.6 储热调温薄膜 143
6.7 储热调温纤维织物的性能评价 144
6.7.1 相变性能 144
6.7.2 热流 145
6.7.3 动态热阻 146
6.7.4 温度调节系数 147
6.7.5 内部温差 148
6.7.6 红外热像仪测试 148
6.7.7 气候舱测试 148
6.7.8 试穿实验 149
6.8 储热调温纤维、织物、泡沫和薄膜的应用 150
6.8.1 军用服装 150
6.8.2 民用服装 150
6.8.3 家用装饰、床上用品 150
6.8.4 汽车内织物 150
6.8.5 保护性装置 151
6.8.6 医疗卫生用品 151
参考文献 151
第7章 相变材料大胶囊的恒温服装应用 155
7.1 恒温服的结构 155
7.1.1 恒温服用相变材料大胶囊的类型 157
7.1.2 铠甲式恒温服的结构 158
7.1.3 改进型相变材料大胶囊恒温服 161
7.2 恒温服的性能 162
7.2.1 人体热调节系统数学模型 162
7.2.2 相变材料大胶囊的有限差分格式模型 166
7.2.3 恒温服性能实测举例 170
7.3 恒温服的应用 180
7.3.1 航空航天领域 180
7.3.2 航海领域 180
7.3.3 军事领域 180
7.3.4 医疗领域 181
7.3.5 体育领域 181
7.3.6 其他领域 182
参考文献 182
第8章 相变材料的伪装应用 184
8.1 伪装的概念及其对相变材料的需求 184
8.1.1 伪装的概念 184
8.1.2 红外辐射及其军事应用 185
8.1.3 相变材料用于伪装隐身的研究现状 186
8.2 相变材料的伪装应用设计 188
8.2.1 相变材料伪装应用方式探讨 188
8.2.2 典型装备的红外热成像特征分析 189
8.2.3 相变过程模拟分析及其实验验证 190
8.3 相变材料伪装应用的关键技术难题 194
8.3.1 提高相变潜热 194
8.3.2 相变材料成型封装技术 198
8.3.3 相变材料快速加热技术 200
参考文献 201
第9章 相变材料及相变材料胶囊的其他应用 203
9.1 电子元件冷却应用 203
9.1.1 PCM选取原则 204
9.1.2 电子元件相变温控原理 204
9.1.3 相变温控装置基本结构 204
9.1.4 几种典型电子元件冷却装置及其性能 205
9.2 医疗卫生应用 225
9.2.1 用于治疗 225
9.2.2 用于储藏与运输 226
9.3 航空、航天应用 228
9.4 未来研究方向 229
9.4.1 新型廉价固－固相变型PCM开发 229
9.4.2 新型导热增强体开发 230
9.4.3 相变温控装置结构优化 230
9.4.4 相变温控与其他温控方式结合 230
参考文献 230
附录 233
附录1 相变材料性能表 233
附录2 商品化相变材料 242
附录3 商品化的相变材料微胶囊 248