可降解凝胶蓄冷剂的制备及性能分析

对温控包装中一种可降解凝胶蓄冷剂的制备方法进行了介绍,蓄冷剂以NaCl溶液作为主储能材料,淀粉系吸水树脂作为基材,通过添加成核剂来降低过冷度。实验结果表明,蓄冷剂的相变温度和相变潜热随着NaCl溶液浓度的增大而降低,筛选出的最佳成核剂有效降低了蓄冷剂的过冷度。研究工作验证了蓄冷剂的可生物降解性能,给出了适用于5～-10℃温控包装的凝胶蓄冷剂配方及其热物性参数。     

成核剂对八水氢氧化钡相变材料过冷度的影响

八水氢氧化钡在相变过程中存在严重的相分离和过冷现象。采用步冷曲线法研究分析在冷水冷却封闭体系和室温冷却开放体系两种工况下石英、十二水磷酸氢二钠、硼砂和二水氯化钙4种成核剂对八水氢氧化钡相变材料的成核效果。实验表明:石英和十二水磷酸氢二钠随着添加量的增加,八水氢氧化钡的过冷度有增大的趋势。质量分数为3%或5%的硼砂和二水氯化钙在室温冷却开放体系工况下能够抑制八水氢氧化钡的过冷度,同时附加1%的明胶作为防相分层剂使用,八水氢氧化钡的过冷性能得到进一步改善,过冷度可降低至1℃以下,并且还可以有效地防止相分层。     

冷冻型复合相变蓄冷材料的制备与性能评价

提出自行研制的一种低温(-25～-23℃)复合相变材料。该材料由氯化钠作为主储能剂,碳酸钾与氯化钾作为降温剂,并且筛选合适的成核剂及防相分离剂进行复合。样品的热物理性能(相变温度、相变潜热等)和热循环性能通过差示扫描量热仪(DSC)来表征;过冷度和热循环稳定性通过温度记录仪表征。结果表明:制备的两种蓄冷剂的相变温度为-25～-23℃,相变潜热200J/g以上,过冷度较小且循环100次后不会出现相分离现象。     

膨胀石墨/八水氢氧化钡复合定型相变材料的制备与储热性能研究

通过在八水氢氧化钡中添加成核剂磷酸二氢钾和强化传热材料膨胀石墨,利用真空吸附法制备了膨胀石墨/八水氢氧化钡复合定型相变材料。采用Leica DM6000M显微镜,"步冷曲线法"和量热法对其热性能进行了表征和测试,结果发现,添加0.5%~2%的磷酸氢二钾可使八水氢氧化钡的过冷度由11.4℃降低到0.5℃以内,1%~3%的膨胀石墨可使过冷度降低到4℃。复合定型相变材料的较优组成为:93%Ba(OH)2·8H2O+6%EG+1%KH2PO4时,其相变潜热为248.3kJ/kg,与纯物质相比可缩短储热时间45.1%,缩短放热时间54.5%,且相变中无液态产生,是较好的"固-固"定型复合相变材料。     

冷冻产品用无机盐相变蓄冷材料的制备及性能研究

研制了一种适用于冷冻产品贮藏运输的高效低温无机盐相变蓄冷材料。将NH4Br、KCl、CaCl_2等无机盐与NH_4Cl复配,利用差式扫描量热仪(DSC)筛选了NH_4Br-NH_4Cl无机盐共混物作为主储能剂,通过添加不同成核剂改善过冷性能,添加不同浓度的黄源胶改善相分离。结果表明:以30%(wt,质量分数,下同)NH_4Br-NH_4Cl无机盐共混物作为主储能剂,1%SrCl_2作为成核剂,5%黄原胶作为增稠剂可获得相变温度为-18~-22℃、相变潜热为288.7J/g、过冷度小、无相分离的相变蓄冷材料。NH_4Br-NH_4Cl无机盐共混物作为主储能剂能够达到冷冻产品温度且对相变潜热影响较小,SrCl_2作为成核剂基本无过冷,黄原胶作为增稠剂解决相分离具有显著效果。     

超声波优化相变蓄冷材料的研究进展

目的 为通过超声波方式解决过冷度高、蓄冷时间慢、稳定性差及成核慢等问题提供一些研究思路.方法 阐述3种常见的超声波装置(外置式、内置式、壁式)及其特性,介绍近年来国内外学者将超声波技术应用于相变蓄冷材料的研究进展,总结超声波对过冷度、二次结晶、成核速率、生长速率及稳定性等方面的影响.结果 超声波既能改善相变蓄冷材料的缺点又不影响其潜热,是相变蓄冷领域的一门新技术.结论 在实验研究基础上,推导建立超声波优化性能模型、寻找更加优化的超声方法、加强超声波的应用以及超声波技术对高温蓄冷材料的影响是今后研究的重点.     

纳米蒙脱土/混盐复合相变储能材料结构及性能研究

以三水乙酸钠-尿素共熔物、纳米蒙脱土为原料,采用熔融插层法制备低温水合盐复合相变储能材料,用XRD、SEM、FTIR和DSC测试了材料结构、结晶机理、成核性、过冷度、热性能及稳定性。研究结果表明,三水乙酸钠-尿素复合盐使纳米蒙脱土片层呈剥离形态,其片层相互搭建构成腔体包容复合盐;纳米蒙脱土作为成核剂使复合盐结晶温度提高18℃,晶粒尺寸减小;当纳米蒙脱土质量分数为33.3%时,所制备材料的过冷度比未加纳米蒙脱土时降低19℃,相变温度为32℃,熔融焓为132.0kJ/kg,纳米蒙脱土降低了复合盐的过冷度,避免了相变分层,赋予了复合盐成型性。     

冷链物流用复合相变蓄冷材料研究进展

物品保质保鲜及节能减排的双重需要,使相变蓄冷材料在冷链物流中的作用越来越重要。主要综述了国内近期关于有机、无机、有机-无机等典型复合相变蓄冷材料在蓄冷方面的研究进展,梳理了国内在改善有机相变蓄冷材料的导热性、解决无机相变蓄冷材料过冷和相分离方面制备典型复合相变蓄冷材料的研究进展,并对复合相变蓄冷材料的发展趋势进行了展望,提出开发冷链物流用高性能复合结构蓄冷材料是未来研究的重点,以期为冷链物流用相变蓄冷材料的发展提供参考。     

甲酸钠低温相变材料的研制及其在蓄冷箱中的应用

本文针对蓄冷保温箱研制了一种相变温度适宜、潜热较高、腐蚀性较小、不产生气体的低温相变材料甲酸钠(二水)21%+79%,并制作了纯聚氨酯发泡(PU)、真空绝热板-聚氨酯复合(VIP-PU)两种保温箱,将研制的相变材料充冷后分别应用于两种不同材质保温层的蓄冷保温箱中,针对不同材质保温箱、不同蓄冷剂质量、不同冷冻温度的对比实验观察放冷效果。结果表明:在冻结温度-60℃情况下,真空绝热板-聚氨酯复合的蓄冷箱保冷效果是纯聚氨酯蓄冷箱的两倍;当所用蓄冷剂质量为15kg,真空绝热板-聚氨酯复合的蓄冷箱能够维持箱内-10℃的低温环境13 h,具有最优的保冷效果。     

水基纳米TiO_2复合相变材料的制备及性能

针对水作为冷藏保鲜领域常见的蓄冷剂存在相变时过冷度大、导热系数小的现象,研制了一种以水作为基液,添加纳米粒子及分散剂的复合相变材料,该材料配方质量比为水+0.7%纳米二氧化钛(TiO_2)+1.0%十二烷基苯磺酸钠(SDBS),相变温度为0.216℃,相变潜热为353.1 k J/kg。在水中加入纳米TiO_2使水在相变过程的过冷度降低了5~6℃,且导热系数较基液提高了62.7%,从0.598 8 W/(m·K)升至0.974 5 W/(m·K);同时添加分散剂SDBS,改善了水基纳米TiO_2的沉降问题,提高了材料的稳定性,防止相分离。结合理论与实验,总结分析了纳米TiO_2与分散剂SDBS不同质量比的水基纳米复合相变材料的热性能,确定纳米TiO_2与分散剂SDBS在水中的最佳质量添加比为7∶10。通过最优例材料静置后的颜色观察和导热系数测试,表明纳米TiO_2在水中具有良好的分散稳定性。     

相变恒温材料六水氯化钙的研究

有关相变恒温材料，目前应用较多的是固液相变材料，而固液相变温度是混合相变材料应用的基础。本文着重研究了以氢氧化钡为成核剂和不同用量的无机相变材料六水氯化钙。利用步冷曲线法测定了添加质量分数分别为1．0％、2．0％和3．O％的氢氧化钡时六水氯化钙的相变温度。测定结果表明3．0％氢氧化钡添加量时，相变效果较好，相变温度为28．10℃。     

四丁基溴化铵相变蓄冷材料热物性实验研究

通过实验对四丁基溴化铵(TBAB)溶液的蓄冷结晶过程进行了测试,结果表明TBAB溶液的凝固温度随其浓度的改变而改变,在25%~45%的浓度范围内,其凝固温度位于5.8~9.3℃范围内.选取相变温度适宜、相变过程稳定、浓度为40%的TBAB溶液,向其添加硼砂成核剂,测试其相变温度和相变潜热,测试结果表明质量浓度为2%的硼砂在不影响TBAB溶液凝固温度的情况下可以降低其结晶过冷度2.4℃.采用示差扫描量热仪(DSC)测试TBAB溶液的熔解潜热为187.030kJ/kg.因此TBAB溶液是一种高效的空调蓄冷材料.     

复合相变蓄冷剂性能研究

研制了一种适用于食品冷链运输的复合相变蓄冷剂。通过差示扫描量热仪(DSC)对硝酸钾、碳酸钠的筛选,确定了以相变潜热较高的硝酸钾水溶液为基础,再与甘露醇、乳酸钙进行复配,最终确定蓄冷剂方案为硝酸钾和乳酸钙复配,并通过添加羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,使其保持溶胶态降低了流动性。获得蓄冷剂最优配方为:3%(wt,质量分数,下同)硝酸钾,1%乳酸钙,3%CMC,其余为水。该相变蓄冷剂的相变潜热为308.2J/g,起始融化温度(Onset温度)为-3.79℃。往复融冻实验表明,该蓄冷剂具有较好的稳定性,无明显的过冷及相分离,能长期反复使用,可应用于食品冷链运输领域。     

平板蓄冷器蓄冰过程试验研究

在自行研制的冰蓄冷试验装置上研究了平板内的蓄冰过程, 得出了载冷剂进出口温度和蓄冷剂温度随时间的变化规律; 对冰蓄冷过程进行了成核研究, 通过添加人工成核剂可减少冰蓄冷过程的过冷度,从而提高蓄冰主机的效率。     

果蔬保温包装中蓄冷剂的实验研究

目的针对果蔬储运的控温需求,研制一种复合相变蓄冷剂。方法以甘露醇水溶液为基础,通过添加碳酸钠和羧甲基纤维素钠(CMC)进行蓄冷剂的制备,利用差示扫描量热仪(DSC)、凝固曲线和融化曲线法对蓄冷剂的热物性和长期循环性能进行分析测试,最后筛选出最优方案。结果测得最终蓄冷剂为质量分数5%的甘露醇、质量分数2%的碳酸钠、质量分数3%的羧甲基纤维素钠,其余为水,onset温度(起始融化温度)为-4.5℃,相变潜热为292.5 k J/kg,往复融冻实验表明,该蓄冷剂具有较好的稳定性,无明显的过冷及相分离。结论该蓄冷剂潜热较高,稳定性能较好,能长期反复使用,可应用于果蔬控温储运领域。     

空调蓄冷相变材料的最新研究

相变材料是一种新型的蓄冷材料,5～10℃的相变材料在空调蓄冷系统中的应用越来越受到重视,已成为国际研究的热点。叙述了用于空调蓄冷的相变材料的选择原则和有机、无机相变材料的优缺点,概括和评述了近年来相变蓄冷材料在开发新型材料、提高导热系数和降低过冷度等方面的研究进展,并展望了空调蓄冷相变材料的研究趋势。     

平板蓄冷器蓄冰过程试验研究

本文在自行研制的冰蓄冷试验装置上研究了平板内的蓄冰过程, 得出了载冷剂进出口温度和蓄冷剂温度随时间的变化规律, 并对冰蓄冷过程进行了成核研究, 通过添加人工成核剂可减少冰蓄冷过程的过冷度, 从而提高蓄冰主机的效率。     

低温冷链物流用相变材料的优化及应用

本文针对-23 ℃以下的低温冷链物流场合,研制了一种由甲酸钠（HCOONa）、氯化铵（NH4Cl）和水组成的新型复合相变蓄冷材料SF70（HCOONa-NH4Cl-H2O质量比为2:1:7）,并以SF70为基液,添加纳米粒子、增稠剂对其过冷度、导热率导热系数及相分离现象进行优化,对优化后的材料进行循环性能实验及保温箱应用实验。结果表明：添加质量分数为0.4% 的TiO2纳米粒子在综合改善蓄冷材料的过冷度及导热性能上表现最优;添加质量分数为1%的 PAAS增稠剂能有效消除复合材料的相分离现象。经优化的最终材料为SF70+0.4% TiO2+1% PAAS,其相变温度为-29.9 ℃、潜热为255 kJ/kg、过冷度为2.8 ℃、导热率导热系数为0.652 2 W/(m?K)。经过200次循环试验,复合材料热性能稳定。将该复合材料应用在于自制保温箱中可使冷冻肉丸维持保持在-23 ℃以下超20 h,能够满足短途冷链运输的要求。     

三水醋酸钠固液相变性能优化实验研究

三水醋酸钠（SAT）在凝固过程中存在着严重的分层和过冷现象,可以利用羧甲基纤维素（CMC）作为增稠剂并添加成核剂来解决过冷问题。本文通过5种成核剂实验得到了效果最好的成核剂配方,其质量配比为SAT∶十二水磷酸氢二纳∶CMC=100∶8∶4。实验过程中还发现加热温度对药品的性质有较大影响,温度过高会导致过冷度变大甚至直接不相变,通过实验得到SAT作为相变材料时加热温度的上限为82℃。     

相变蓄冷剂对冷链包装温控效果的影响

目的 研究不同相变蓄冷剂对冷链运输包装传热性能和温控时间的影响。方法 通过采用独特的包装结构设计,并根据运输环境温度对蓄冷剂进行不同的预处理,充分利用相变材料在固-液相态转变过程中良好的温控性能。结果 在保温箱体性能参数不变的情况下,其温控时间取决于所用相变材料的相变温度和相变焓值。在极端高温、极端低温和交变温度条件下,采用熔点为5 ℃的相变蓄冷剂,可以将包装的保温时间从1 h延长至80 h以上,而且包装内保持了长时间4~5 ℃的恒温平台;采用熔点为0 ℃的水作为蓄冷剂,包装内则会出现长时间的过冷,温度平台在?1~2 ℃范围内。实验测得的包装保温时间与传热计算所得的理论值相吻合,偏差不大于±10%。结论 采用合适的相变蓄冷剂可以大大延长温控包装的保温时间,并通过对蓄冷剂进行有效的预处理,在各种极端温度环境下均可确保冷藏药品的运输安全。