潜热型纳米流体的制备及传热性能研究

本项目拟将纳米流体提高导热系数来强化传热的作用及潜热型热流体提高比热而实现强化传热的作用集于一身；提出先制备内含相变材料的内壁为高分子材料、外壁为氧化物的双膜纳米胶囊粒子，再将其分散到流体中配制成新型的潜热型纳米流体，以进一步提高流体强化传热性能的创新方案。以有机相变物石蜡为芯材，采用微乳液聚合法制备纳米胶囊相变粒子，再采用溶胶－凝胶法在纳米胶囊外壁涂层二氧化硅膜，从而构成双膜纳米胶囊相变粒子。考察微乳液聚合工艺条件对纳米胶囊相变粒子结构、粒径与性能的影响，获得潜热大且粒径均匀的纳米胶囊粒子；探索获得致密型二氧化硅膜的硅溶胶制备条件及涂膜工艺；揭示纳米胶囊粒子的结构和性能与潜热型纳米流体热物性之间的关系；研究潜热型纳米流体的传热特性，建立其传热性能关系式。研究成果将提供制备高性能潜热型纳米流体的新途径，促进纳米技术与新型强化传热技术的发展，并丰富和发展功能热流体的传热理论。

本课题通过原位聚合法，将具有较高相变潜热、较合适相变温度的相变材料正十二醇封装在三聚氰胺-甲醛树脂内，制备了相变储热微胶囊，并用多种改性剂对其进行改性；通过细乳液聚合法，制备了以正十二醇为芯材、以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等为壁材的相变储热纳米胶囊；将正十二醇相变储热微胶囊和纳米胶囊分别加入到普通石膏板和水性涂料中，制备了具有相变储热功能的复合石膏板和水性复合涂料。研究了正十二醇相变储热微胶囊和纳米胶囊的结构与性能，测试了相变储热石膏板和相变储热水性涂料的储放热特性，对其在节能领域的应用进行了探索，为其实际应用提供了技术依据。