Resumen

Se llevó a cabo una novedosa nanoencapsulación de n-hexadecano en nanopartículas de poliestireno de alto peso molecular para el almacenamiento de energía térmica mediante polimerización en miniemulsión utilizando como catalizador un líquido iónico (LI) a base de imidazolio que contiene hierro. El tamaño de las partículas, la morfología, el peso molecular y el rendimiento térmico de las nanopartículas que contienen el material de cambio de fase (PCM) se midieron mediante dispersión de luz dinámica, microscopía electrónica de transmisión, cromatografía de permeación en gel y calorimetría diferencial de barrido, respectivamente. 

Las nanopartículas eran esféricas regulares, con una distribución de tamaños estrecha y un tamaño de partícula que oscilaba entre 138 nm y 158 nm. La entalpía de fusión del PCM nanoencapsulado aumentó de 19 J/g a 72 J/g, a medida que el contenido de n-hexadecano utilizado aumentaba del 20% en peso al 50% en peso. Además, las nanopartículas mostraron reversibilidad térmica tras 100 ciclos térmicos. Los elevados pesos moleculares del polímero, de hasta 1800 kDa, que pudieron alcanzarse con esta IL pueden haber contribuido positivamente a este comportamiento térmico.

INTRODUCCIÓN

La incansable búsqueda de nuevas tecnologías para capturar y almacenar energía de manera más eficiente, ecológica y económica ha impulsado el desarrollo de materiales de cambio de fase. Los materiales de almacenamiento de calor latente, o simplemente materiales de cambio de fase (PCMs), son capaces de almacenar y liberar grandes cantidades de energía durante la fusión y solidificación a temperaturas específicas. Debido a sus propiedades útiles, como densidades de almacenamiento de energía más altas y comportamientos de cambio de fase a temperaturas casi constantes, se desarrollan ampliamente para varias aplicaciones, especialmente para la comodidad térmica en edificios, sistemas de calefacción solar, protección térmica, aire acondicionado, textiles regulados térmicamente, dispositivos electrónicos, entre otros.

Los materiales de cambio de fase se clasifican en dos categorías principales, orgánicos e inorgánicos. La mayoría de los PCMs orgánicos tienen baja conductividad térmica, una respuesta térmica deficiente y son inflamables; sin embargo, estas limitaciones pueden superarse mediante tecnologías de encapsulación. La encapsulación proporciona protección al PCM contra influencias ambientales externas, aumenta la superficie de transferencia de calor y la cápsula ayuda a retener los cambios en el volumen que resultan del cambio de fase.

• Materias:Polimerización en emulsión Polimerización Poliestireno Efecto térmico
• Subjects:Emulsion polymerization Polymerization Polystyrene Thermal effect
• Palabras claves:Polimerización por miniemulsión catiónica; Líquido iónico; Nanoencapsulación; Material de cambio de fase
• Keywords:Cationic miniemulsion polymerization; Ionic liquid; Nanoencapsulation; Phase change material