نقش پلیمرها در توسعه مواد تغییر فاز برای ذخیره انرژی: مروری بر روش های کپسول دارشدن و کاربردهای آن ها

با جدی شدن بحران انرژی در سال های اخیر، مواد تغییر فاز (PCMs) بهترین گزینه برای ذخیره انرژی گرمایی هستند و توجه ویژه ای را در این زمینه جلب کرده اند. PCMها، انرژی را طی فرایند گرمادهی همراه با انتقال های فاز جذب می کنند. این انرژی می تواند طی فرایند سرمایش به محیط اطراف منتقل شود. به عبارت دیگر، این ترکیبات قابلیت ذخیره و آزادسازی مقادیر زیادی گرما را از راه انتقال های فاز با تغییر جزیی دما دارند. PCMها به چهار گروه مواد آلی، غیرآلی، اوتکتیک و پلیمری دسته بندی می شوند. اما، عمده ترین محدودیت PCMها، مشکل اختلاط آن ها با سایر مواد است. کپسول دارشدن بهترین راه حل برای استفاده موثر از PCMها به منظور افزایش سرعت انتقال گرما، جلوگیری از نشت، کاهش برهم کنش با محیط بیرون و تغییرات حجم محدود آن ها طی تغییر فاز است. کپسول دارشدن، فرایند پوشش دهی PCMها با ماده ای مناسب برای محافظت جامدات، مایعات یا گازها درون پوسته جامد است. مواد کپسول دارشده بر اساس اندازه کپسول به انواع ماکروکپسول ها، میکروکپسول ها و نانوکپسول ها دسته بندی می شوند. از این میان، میکروکپسول دارشدن روشی موفق برای توسعه کاربرد PCMها در صنایع ساختمان، داروسازی، کشاورزی و نساجی است. انواع مختلف میکروکپسول ها می توانند با گستره ای از مواد پوسته با روش های مختلف فیزیکی، فیزیکی-شیمیایی و شیمیایی تهیه شوند. بسته به ماهیت شیمیایی، سه نوع مواد پوسته شامل پوسته های آلی، غیرآلی و هیبریدهای آلی-غیرآلی برای میکروکپسول دارشدن به کارگرفته می شوند. مواد پلیمری متداول برای استفاده در پوسته شامل پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی اوره، پلی استیرن، پلی آمید، رزین های اوره-فرمالدهید، ملامین-فرمالدهید و آکریلی هستند. با توجه به اهمیت روش های کپسول دارشدن و کاربردهای متنوع CMهای کپسول دار شده در صنایع مختلف، در این مقاله مهم ترین روش های کپسول دارشدن PCMهادر تهیه PCMهای پایدار با درنظرگرفتن نقش پلیمرها مرور شده است.