导读：

近期，东华大学赵涛教授团队以正十八烷为芯材，通过界面聚合法，利用生物基1,5-戊二胺与HMDI在油水界面发生聚合反应，成功制备出生物基聚脲相变微胶囊。对该微胶囊的形貌、结构和热性能等进行了详细表征，并探讨了其在调温织物等领域的应用潜力。相关研究以“Preparation and characterization of n-octadecane @ bio-based polyurea microcapsules”为题发表于期刊《Sustainable Chemistry and Pharmacy》。

本文要点：

1、本研究采用界面聚合法制备了一种生物基聚脲微胶囊，以HMDI为油相单体，生物基1,5-戊二胺为水相单体，正十八烷为芯材。

2、制备的微胶囊呈球形，粒径分布均匀，平均粒径可达3μm以上，最优条件下包覆率为80.9%，熔融焓达194.2J/g，耐热性优于纯正十八烷。

3、基于生物基1,5-戊二胺的微胶囊更环保，在储能领域前景广阔。将其应用于纺织品，制得的调温织物具有良好的调温性能和水洗稳定性。

选择生物基1,5-戊二胺作为水相单体主要基于以下原因：

1、环保可持续性：传统聚脲微胶囊通常使用石油基胺类（如乙二胺），而生物基1,5-戊二胺可通过生物质发酵（如赖氨酸脱羧）获得，减少对化石资源的依赖，符合绿色化学理念。

2、反应活性匹配：胺基（-NH₂）与异氰酸酯基（-NCO）的反应活性高，在界面聚合中能快速形成聚脲壁材，且生物基1,5-戊二胺的分子链结构（C5直链）提供了适当的柔韧性，有助于形成致密且稳定的壁材。

3、性能优化：研究表明，生物基1,5-戊二胺制备的微胶囊热稳定性优于传统胺类（如乙二胺），且封装效率更高（文中最高达80.9%），可能与其分子链中较长的亚甲基结构（-CH₂-）有关。

4、降低毒性：避免使用芳香族胺类（如间苯二胺），减少微胶囊在使用过程中的潜在毒性风险。

图1.生物基聚脲相变微胶囊的制备流程图及反应机理图

图2.生物基聚脲相变微胶囊的红外光谱图

图3.不同芯壁比制备的微胶囊的扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）图像

图4.不同乳化剂用量制备的微胶囊的粒径分布图

图5.十八烷（OD）、W1和W4的热重分析（TGA）曲线（a）及微分热重（DTG）曲线（b）

图6.（a）十八烷及微胶囊随温度升高的形态变化；（b）不同相变材料的泄漏率

图7.十八烷及不同芯壁比微胶囊的差示扫描量热（DSC）升温曲线（a）和降温曲线（b）

图8.不同成核剂浓度的微胶囊的DSC升温曲线（a）和降温曲线（b）

图9.不同循环次数的微胶囊的DSC升温曲线（a）和降温曲线（b）

图10.（a）未处理棉织物；（b-d）调温织物

图11.棉织物与调温织物的红外热成像图

图12.不同微胶囊浓度的调温织物的DSC升温曲线（a）和降温曲线（b）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scp.2025.102002