Композитные терморегулирующие покрытия на основе наноразмерных контейнеров с инкапсулированными фазово-переходными материалами

В ходе выполнения второго этапа проекта были проведены исследования возможности повышения стабильности органических фазово-переходных материалов путем их адсорбции на поверхность волокон-субстратов с большой удельной площадью поверхности. Используя стеариновую кислоту в качестве модельного органического фазово-переходного материала и волокон микрофибриллярной целлюлозы в качестве субстрата, были получены образцы композитов с различным массовым содержанием стеариновой кислоты. Было проведено изучение структуры и состава композитных волокон методами сканирующей электронной микроскопии, конфокальной лазерной сканирующей микроскопии, и ИК-Фурье спектроскопии. Терморегулирующие свойства, термическая и циклическая стабильность и устойчивость формы полученных композитов были исследованы методами дифференциальной сканирующей калориметрии, термогравиметрического анализа и контроля массы при циклическом нагреве и охлаждении образцов. Показана возможность получения композитных волокон с терморегулирующими свойствами и возможность управления их параметрами в процессе получения. Установлено, что адсорбция стеариновой кислоты на поверхность микрофибриллярной целлюлозы повышает ее устойчивость формы и эффективно предотвращает утечку в диапазоне рабочих температур, сопоставимых с величиной температуры плавления стеариновой кислоты. Проведено изучение возможности применения полученных композитных волокон в качестве функциональных добавок к строительным материалам на примере сухой строительной смеси на цементной основе. Показано, что что добавление композитных терморегулирующих волокон оказывает эффект на динамику теплообмена с окружающей средой материалов на цементной основе. Динамикой теплообмена можно управлять путем варьирования массовой фракции композитных волокон в изначальной сухой смеси. Проведено изучение влияния модификации волокон микрофибриллярной целлюлозы наночастицами серебра на динамику нагрева и охлаждения композитов. Показано, что модификация волокон микрофибриллярной целлюлозы наночастицами серебра приводит к более быстрому нагреву и охлаждению композитов и улучшает динамику высвобождения накопленной тепловой энергии.