Preparation of Microencapsulated Phase Change Materials by the Sol-gel Process and Its Application on Textiles

• Autorzy: Liu X. , Lou Y

Warianty tytułu

PL

Przygotowanie materiałów zmiennofazowych w mikrokapsułkach za pomocą procesu zol-żel i ich zastosowanie w tekstyliach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A kind of microencapsulated phase change materials (PCMs) based on a paraffin core and inorganic silica shell was designed to enhance thermal conductivity and phase change performance. These silica microcapsules were synthesised by using tetraethoxysilane (TEOS) as an inorganic source through the sol-gel process. Scanning electronic microscopy images suggested that the silica microcapsules exhibited a spherical morphology with a welldefined core-shell microstructure. The particle size and distribution showed the microcapsules were uniform and dispersed evenly. It was confirmed by Fourier transform infrared spectra that the silica shell material was successfully fabricated onto the surface of the paraffin core. The DSC curve illustrated that the microcapsules with a silica shell had a higher melting temperature and enthalpy. The thermo-regulating properties of the coated fabric changed with the microcapsule weight added.

PL

W celu zwiększenia przewodności cieplnej i wydajności przemiany fazowej stworzono materiał zmiennofazowy w mikrokapsułkach zbudowany z parafinowego rdzenia i krzemionkowej powłoki. Mikrokapsułki zsyntetyzowano stosując tetraetoksysilan jako nieorganiczne źródło w procesie zol-żel. Z analizy zdjęć mikroskopowych wynika, że mikrokapsułki wykazywały morfologię sferyczną o dobrze zdefiniowanej mikrostrukturze rdzeń-powłoka. Wielkość i rozkład cząstek wskazują na to, że mikrokapsułki były jednolite i rozproszone równomiernie. Poprzez transformację Fouriera widm IR potwierdzono, że krzemionkowa powłoka została korzystnie umieszczona na powierzchni rdzenia parafinowego. Przebieg krzywej DSC pokazuje, że mikrokapsułki z krzemionkową powłoką mają wyższą temperaturę topnienia i entalpii. Właściwości termo-regulacyjne powlekanej tkaniny zmieniają się wraz z ilością dodanych mikrokapsułek.

Słowa kluczowe

EN

microcapsules; fabric; sol-gel; phase change materials; silica

PL

mikrokapsułki; tkaniny; proces zol-żel; materiały zmiennofazowe; krzemionka

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 23, no. 2 (110)
• Strony: 63—67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Liu X.

• College of Textiles, Dong Hua University, Shanghai, P. R. China

autor

Lou Y

• Key Lab of Textile Science & Technology, Ministry of Edycation, Dong Hua University, Shanghai, P. R. China

Bibliografia

• 1. Sarier N, Onder E. Organic phase change materials and their textile applications: An overview. Thermochimica Acta 2012; 540: 7-60.
• 2. Mondal S. Phase change materials for smart textiles-an overview. Applied Thermal Engineering 2008; 28: 1536- 1550.
• 3. Sarier N, Onder E. The manufacture of microencapsulated phase change materials suitable for the design of thermally enhanced fabrics. Thermochimica Acta 2007; 452: 149-160.
• 4. Salaün F, Devaux E, Bourbigot S, Rumeau P. Thermoregulating response of cotton fabric containing microencapsulated phase change materials. Thermochimica Acta 2010; 506: 82-93.
• 5. Sarı A, Alkan C, Karaipekli A, Uzun O. Microencapsulated n-octacosane as phase change material for thermal energy storage. Solar Energy 2009; 83: 1757-1763.
• 6. Zhang HZ, Sun SY, Wang XD, Wu DZ. Fabrication of microencapsulated phase change materials based on n-octadecane core and silica shell through interfacial polycondensation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2011; 389: 104-117.
• 7. Jiang MJ, Song XQ, Ye GD, Xu JJ. Preparation of PVA/paraffin thermal regulating fiber by in situ microencapsulation. Composites Science and Technology 2008; 68: 2231-2237.
• 8. Souguir H, Salaün F, Douillet P, Vroman I, Chatterjee S. Nanoencapsulation of curcumin in polyurethane and polyurea shells by an emulsion diffusion method. Chemical Engineering Journal 2013; 221(1): 133-145.
• 9. Reisfeld R, Saraidarov T. Innovative materials based on sol-gel technology. Optical Materials 2006; 28: 64-70.
• 10. Lukowiak A, Strek W. Sensing abilities of materials prepared by sol-gel technology. Journal of Sol-Gel Science and Technology 2009; 50: 201-215.
• 11. Wen JY, Wilkes G. L. Organic/Inorganic Hybrid Network Materials by the Sol− Gel Approach. Chem. Mater 1996; 8: 1667-1681.
• 12. Minami T. Advanced sol–gel coatings for practical applications. J. Sol-Gel Sci. Technol. 2013; 65: 4-11.
• 13. Mahltig B, Haufe H, Böttcher H. Functionalisation of textiles by inorganic solgel coatings. Journal of Materials Chemistry 2005; 15: 4385-4398.
• 14. Xu P, Liu XY, Wang W, Chen SL. Improving the antibacterial and UV-resistant properties of cotton by the titanium hydrosol treatment. Journal of Applied Polymer Science 2006; 102: 1478-1482.
• 15. Liu XY, Huang FF, Yu WD. Preparation and property of TiO2/SiO2multilayer film on the fabric by sol-gel process. Fibers and Polymers 2013; 14: 1101-1106.
• 16. Liu XY, Yu WD, Xu P. Improving the photo-stability of high performance aramid fibers by sol-gel treatment. Fibers and Polymers 2008; 9: 455-460.
• 17. He B, Martin V, Setterwall F. Phase transition temperature ranges and storage density of paraffin wax phase change materials. Energy 2004; 29: 1785-1804.
• 18. Kousksou T, Jamil A, Rhafiki TE, Zeraouli Y. Paraffin wax mixtures as phase change materials. Solar Energy Materials and Solar Cells 2010; 94: 2158-2165.
• 19. Zhang HZ, Sun SY, Wang XD, Wu DZ. Fabrication of microencapsulated phase change materials based on n-octadecane core and silica shell through interfacial polycondensation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2011; 389: 104-117.
• 20. Zhao CY, Zhang GH. Review on microencapsulated phase change materials (MEPCMs): Fabrication, characterization and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2011; 15: 3813-3832.