Polystyrene (PS) particles containing the phase change material (PCM) were synthesized by miniemulsion polymerization. The polymer particles prepared with different parameters were investigated in terms of average particle size, particle distribution, and latent heat storage of encapsulated paraffin wax (PW) as PCM. The morphology and particle features of PS particles were analyzed by scanning electron microscope and particle size analyzer, respectively. As a result, the diameters of PS particles were adjusted with manufacturing conditions. The stable and spherical PS particles of nanosize were obtained by miniemulsion polymerization, which could be attributed to the prevention of Ostwald ripening by cosurfactant. Thermal properties of PS particle containing PCM were studied by differential scanning calorimetry. From DSC freeze-thaw cycle, PCM coated with PS exhibited the thermal energy storage and release behaviors, and the latent heat was found to be a maximum 145 J/g. It was noted that PS particles containing PCM showed a good potential as a thermal energy storage medium.

상변환 물질(PCM)을 함유하는 폴리스티렌(PS) 입자는 미니에멀션 중합을 이용하여 제조하였고, 여러 제조 조건에 따라 제조된 고분자 라텍스는 평균 입자크기, 입자 분포 그리고 잠열 저장특성에 관하여 조사하였다. 제조된 PS 입자의 형태와 입자 특성은 각각 SEM과 입도 분석기에 의하여 측정하였다. 분석 결과, 생성된 라텍스 입자의 특성은 각 변수에 의하여 조절할 수 있었으며, 제조된 PS 입자는 나노크기의 안정한 구형의 입자가 생성되는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 중합시 첨가된 공유화제는 단량체 입자간의 Oswald ripening과 유착을 억제시키기 때문인 것으로 판단된다. 또한 PCM을 함유하는 PS 입자의 열적 특성은 시차주사열량계(DSC)를 이용하였고, PS 입자의 용융-동결 싸이클에 의하여 열에너지 저장 및 방출 특성을 조사하였다. DSC 결과로부터, PCM을 함유하는 PS 입자의 최대 잠열량은 약 145 J/g으로 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 이로부터 PCM을 함유하는 PS 입자는 열에너지 저장매체로서 우수한 잠재성을 갖는 것으로 판단된다.

Keywords: miniemulsion polymerization; polystyrene; cosurfactant; Ostwald ripening; freeze-thaw cycle