Технология микроструй - это очень эффективный и контролируемый метод микрокапсулирования, который особенно подходит для подготовки микрокапсул с одинаковым диаметром частиц и стабильной производительностью.

I. СОДЕРЖАНИЕ Что такое микрокапсулы из материалов фазового перехода?

Фазовые материалы: Относится к изменениям в фазе вещества (например, твердый- Жидкость, жидкость - газ) в процессе, способных поглощать или высвобождать большое количество субтермальных веществ. В микрокапсулах обычно используются материалы с твердым - жидким переходом, такие как парафины, жирные кислоты, гидраты и т.д.

Микроскопические капсулы:: Технология, при которой крошечные капли или твердые частицы (называемые сердечниками) завернуты в непрерывный слой пленки (называемый стенным материалом) для формирования микроконтейнеров.

Микроскопические капсулы из материалов фазового перехода:: Иными словами, материал фазового перехода завернут в сердечник. Вот так.ПреимуществаДа.

1. Предотвращение утечки:: Когда материал фазового перехода расплавляется, материал стенки может ограничить его внутри, чтобы предотвратить его поток и загрязнение окружающей среды.

2. Увеличить площадь теплопередачи:: Крошечные капсулы обеспечивают огромное соотношение площади поверхности и повышают эффективность теплообмена.

3. Повышение стабильности:: Защита сердечника от воздействия внешней среды (например, кислорода, влаги).

4. Легко обрабатывать: Твердые микрокапсулы могут быть более удобными для смешивания с волокнами, красками, пластмассами и другими матрицами.

II. Техническое описание микроструи

Технология микроструй - это технология обработки частиц, основанная на гидродинамике высокого давления. Его основным оборудованием являетсямикроструйный гомогенизаторА.

принцип работы:: Обрабатываемая жидкость при высоком давлении (обычно до40000 psi или ~ 2750 бар) закачивается в специальную « взаимодействующую полость» (алмазную интерактивную полость). В полости жидкость образует высокоскоростную струю через чрезвычайно крошечные каналы (например, тип Z или Y). Эта высокоскоростная струя имеет три основных эффекта:

1. Высокий сдвиг:: Внутренний градиент скорости жидкости очень велик, создавая мощную силу сдвига.

2. Эффект дырок:: Резкое изменение давления приводит к мгновенному образованию и разрушению микропузырьков в жидкости, создавая сильные ударные волны.

3. Эффект столкновения: ВВ Y - образной полости две высокоскоростные струи сталкиваются друг с другом, создавая огромную энергию.

Комбинация этих эффектов позволяет разбивать капли на микрон или даже наноуровень и делает смешивание и реакцию чрезвычайно эффективными и однородными.

III. технологический процесс подготовки микрокапсул из материалов фазового перехода методом микроструи

Технология микроструй обычно не выполняет весь процесс микрокапсулирования в одиночку, а служитэмульгированиеиКонденсацияКлючевое оборудование на этапе, в сочетании с процессом химической полимеризации. Типичный технологический процесс выглядит следующим образом:

шаг1: Дизайн формулы

сердечник:: Выберите необходимые материалы фазового перехода, такие как положительный гептан, положительный гексан, парафин и так далее.

Стены:: Выберите высокомолекулярный материал, способный образовывать стабильную пленку. Часто используются:

1. Меламин- Формальная смола.: Высокая твердость, хорошая плотность, является одним из часто используемых стенных материалов.

2. мочевиноформальдегидная смола: Более низкая стоимость.

3. Аравийский камедь/ желатин:: Природный стенной материал, используемый методом комплексной конденсации.

4. Полиуретан、ПолистиролИзотопные полимеры.

5. Эмульгатор:: Капли для стабилизации первичной эмульсии, чтобы предотвратить ее Coalescence (Соединение).

шаг2: Предварительная эмульсия

Смешайте стержень (материал фазового перехода), мономер (или преполимер) стенки, эмульгатор и воду и предварительно эмульгируйте их с помощью высокоскоростных ножниц или обычных гомогенных машин, образуя грубую эмульсию с более широким распределением диаметра частиц (Эмульсия типа O / W). Цель этого шага - обеспечить однородную подачу для следующей микроструйной обработки.

шаг3: эмульгация микроструй (основной этап)

После предварительной эмульсиимикроструйный гомогенизаторПри заданном давлении (например, 10000 - 30000 psi) Проводится циркуляция.

действиеА.

1. Эффективное дробление:: Сила сдвига микроструи и эффект дырки разбивают большие капли материала фазового перехода на однородные, мелкие капли микрожидкости.

2. гомогенизацияПолучение монодисперсных, стабильных нанометров/ Субмикронная эмульсия.

3. Способствование интерфейсной реакции:: Сильное смешивание и микросмешивание эффектов, которые делают стенные мономеры и масла в водной фазе- Полный контакт водного интерфейса, закладывающий прочную основу для последующей полимеризации интерфейса или полимеризации на месте.

Этот шаг является ключом к получению однородных, высокопроизводительных микрокапсул.

шаг4: Реакция полимеризации

Перенос тонкой эмульсии после микроструйной обработки в реактор при контролируемой температуре,При pH и скорости перемешивания происходит полимеризация.

Для первичной полимеризации:: При нагревании или регулированииpH， Вызывает полимеризацию мономера стенки на поверхности капли сердечника, образуя полную оболочку стенки.

Для интерфейса полимеризации:: Обычно необходимо добавить второй реакционный мономер в водную фазу, и два мономера полимеризируются на границе между каплями ядра.

шаг5: Обработка после

После завершения реакции окончательный микрокапсульный порошок из материала фазового перехода получает путем фильтрации, центрифугирования, промывки и сушки (обычно замораживания и сушки для поддержания структуры).

IV. Преимущества микроструйной технологии

По сравнению с традиционными методами, такими как механическое перемешивание, ультразвуковая эмульсия, технология микроструй имеет значительные преимущества при подготовке микрокапсул:

1. Размер зерна однородный, управляемый.:: Возможность получения монодисперсных очень хорошо микрокапсул с очень узким распределением диаметра частиц. Регулируя рабочее давление и количество операций, можно точно контролировать размер конечной микрокапсулы.

2. Высокая эффективность упаковки:: Образующиеся капли эмульсии мелки и стабильны, обеспечивая идеальный шаблон для равномерного осаждения стенки, тем самым увеличивая скорость уплотнения сердечника.

3. Стены плотные, производительность стабильна:: Сильное смешивание делает мономеры стенки более равномерно распределены по интерфейсу, образуя более плотную и прочную оболочку стенки, эффективно предотвращая утечку сердечника и повышая стабильность теплового цикла.

4. Процесс воспроизводится хорошо.:: В качестве механического процесса параметры микроструи (давление, расход) легко поддаются точному управлению, обеспечивая высокую согласованность между партиями.

5. Высокая эффективность, легко увеличить:: Высокая скорость обработки и меньший эффект усиления от лаборатории до промышленного производства.

V. область применения

Полученные высокопроизводительные микрокапсулы из фазового материала широко используются в:

1. Энергосбережение зданий:: Добавляется в гипсовые пластины, бетон или краску для регулирования температуры.

2. Текстильная одежда:: Разработка интеллектуальных текстильных изделий (Outlast ® Технология является известным примером).

3. Теплоуправление электронным оборудованием:: В качестве наполнителя теплопроводного композита используется для поглощения импульсного тепла, генерируемого чипом.

4. Перевозка продовольствия и медикаментов в холодильной цепи:: Поддержание стабильности температуры в качестве теплоизоляционного материала.

5. Солнечная система хранения тепла:: Хранение тепловой энергии, высвобождение при необходимости.

резюме

Благодаря своим уникальным гидродинамическим принципам высокого давления технология микроструй обеспечивает подготовку микрокапсул для высокопроизводительных материалов фазового переходаНеобычные средства эмульсии. Это не только выравнивание размеров микрокапсул.« Орудие», но и ключевой процесс для повышения скорости уплотнения, герметичности и тепловой стабильности упаковки микрокапсул. По мере того, как требования к производительности микрокапсул продолжают улучшаться, применение микроструйных технологий в этой области будет расширяться и углубляться.