无机多孔基复合相变材料的热湿性能研究进展

无机多孔基复合相变材料兼具调温调湿性能,能够减少室内温度波动,调节室内湿度平衡,既提高了环境的舒适度,又减少了建筑能耗,是近几年建筑材料领域的研究热点。介绍了相变材料的分类及优缺点,并总结了不同种类相变材料的性能优化措施;简述了常用的无机多孔材料,分析比较了其对相变材料的强化导热效果和定形效果;分析了无机多孔基复合相变材料的热湿综合性能,并讨论了材料的不足之处。最后,提出了优化材料性能的措施以及研究方向,为深入研究调温调湿材料提供帮助。     

硅藻土调湿材料的性能及调湿机理研究

通过实验测试了硅藻土调湿材料的强度、耐水性、调湿性能,并根据扫描电镜微观分析及材料的吸附/解吸理论研究了硅藻土材料的调湿机理。研究表明,通过无机改性掺合料的作用,可以使硅藻土调湿材料28和60d抗压强度分别大于5和6 MPa,软化系数分别达到0.65和0.74。硅藻土调湿材料的最大平衡含湿率近20%,且吸放湿速率高,具有优异的调湿性能。硅藻土调湿材料对空气中水分子的作用主要为毛细孔道效应和表面化学作用,其次为表面物理吸附作用。     

车辆乘务舱半物理环境模拟下的调温调湿材料性能分析

车辆乘务舱半物理环境模拟系统,以环境测试舱作为车辆乘务舱的模拟环境,研究石膏基双壳微米相变胶囊复合材料的调温性能和调湿性能。结果表明,石膏基双壳微米相变胶囊复合材料具有显著的吸放湿效果和吸放热效果,其性能随双壳微米相变胶囊掺入量的增加而增强。研究可为调温调湿材料在车辆乘务舱中的实际应用提供一定的理论依据和指导。     

钒铁渣复合物改性硅藻土制备高强耐水调湿材料

以天然硅藻土为原材料,以钒铁渣复合物为无机改性掺合料,采用简单成型和自然养护工艺制备调湿材料。研究了无机改性掺合料掺量对硅藻土调湿材料强度、耐水性和调湿性能的影响,并根据SEM分析及材料的吸附/解吸理论对无机改性掺合料的改性机理和硅藻土调湿材料的调湿机理进行了研究。研究表明,无机改性掺合料用量为15%~20%时,材料60d抗压强度和软化系数可分别达到5.5~6.10MPa、0.62~0.74,最大平衡含湿率为19.9%~20.8%,最大吸、放湿速率为0.069~0.073kg/(kg·d)、0.042~0.045kg/(kg·d),具有很好的强度、耐水性和调湿性能。无机改性掺合料与硅藻土发生离子交换、硬凝反应和团粒化作用,并在毛细孔道效应、化学吸附和表面物理吸附作用下,使硅藻土调湿材料具有高的强度、耐水性和优异的调湿性能。     

TiO2/硅藻土/泥炭藓复合光催化调湿材料研究

优良的室内空气环境对保障居住者健康和舒适性具有重要意义.纳米TiO2和硅藻土等复合可产生协同效应,有望同时起到降解甲醛和调湿作用.通过小室试验研究了TiO2/硅藻土/泥炭藓复合光催化调湿材料对室内甲醛降解和温湿度调节的效果,结果表明该材料可以有效降解甲醛并调节温湿度.通过XRD、SEM、紫外-可见光吸光度及FTIR分析等手段,研究了TiO2/硅藻土/泥炭藓复合光催化调湿材料降解甲醛及调温调湿机制.研究结果表明:在自然光照下,TG-1:7材料能将小室内甲醛浓度控制在0.06 mg/m3以内,甲醛去除率达89.1％;TG-1:7材料能有效地将小室内相对湿度控制在58％RH左右,且能在一定程度上调节室内温度.硅藻土负载纳米TiO2可以改善半导体光生电子(e-)和光生空穴(h+)的分离,减小h+与e-重新组合的速率,且其禁带宽度也有所变窄.光催化调湿材料表面大量的硅羟基可产生更多的布朗斯台德酸性位点,能有效捕获h+并产生羟基自由基(·OH),增强TiO2的光催化活性.     

PAR/POL/SOD复合微胶囊的制备及热湿性能研究

以相变石蜡为核、高吸油性树脂聚丙烯酸酯为内壳,采用原位聚合法制备相变调温微胶囊,在内壳形成后,采用界面聚合法合成以高吸水性树脂聚丙烯酸钠为外壳的复合微胶囊,通过差示扫描法、吸放湿平衡曲线法对复合微胶囊调温、调湿性能进行测试;利用扫描电镜、红外光谱分析仪对复合微胶囊的形貌、结构进行分析。结果表明,双壳复合微胶囊兼有良好的调温调湿性,可作为温湿调节剂配制调温调湿建筑材料。     

新型硅藻土调湿材料温湿度调节效果及机制

通过小室试验研究新型硅藻土调湿材料对室内温湿度的调节效果,根据X射线衍射、环境扫描电镜分析及材料的吸附/解吸理论研究材料的改性机制和调湿机制。研究表明,小室内表面涂覆0.5 mm厚硅藻土调湿材料时,密闭条件下,调湿材料对单位空间的最大吸、放湿量分别为2.51和1.76 g/m~3,能将小室内相对湿度维持在50%～60%。与外界有换气条件下,随着预留缝隙的增大,材料对小室内湿度有效调节作用逐渐减弱,但对温度仍有1～2℃的调节作用。硅藻土调湿材料具有纳米级微孔特征及微孔内壁的缔合羟基作用,在毛细孔道效应、化学吸附和表面物理吸附的共同作用下,材料具有优异的吸放湿功能。     

相变储湿复合材料及其应用研究进展

人类在面临化石能源枯竭的同时,对能量的利用率依然还停留在较低的水平.因此,在大力发展新能源的同时,着力研发具有"自身被动调节能力"的新材料具有十分重要的意义.相变储湿复合材料是一种具有相变调温性能和储湿调湿性能的复合材料,它在建筑墙体材料领域具有大规模商业应用的潜力.本文首先对相变储湿复合材料的作用原理、相变材料的封装技术、调湿材料的分类与选择等方面作了简要的介绍;并就相变储湿复合材料在建筑墙体材料中的应用情况进行了具体的分析,详细指出了双壳微纳米相变胶囊、多元脂肪酸/SiO2相变储湿复合材料和癸酸-棕榈酸@Ce-La/TiO2复合材料的特点,详细评述了相变储湿复合材料存在的主要问题及其研究现状.在此基础上,指出优化相变储湿复合材料的耐久性、开发多功能型相变储湿复合材料是相变储湿复合材料未来的主要发展方向.     

硅藻土基定形相变复合材料的制备与热性能研究

以硅藻土为基材,在高温条件下物理吸附相变材料A,再经冷却、粉碎及真空干燥后制得硅藻土基定形相变复合材料,并对制得的硅藻土基定形相变复合材料的结构形貌、化学组成、热性能、粒径变化进行了测试。研究结果表明,相变材料A被成功吸附至硅藻土孔隙中,且没有发生其他化学变化,硅藻土基定形相变复合材料的熔融温度为143.53℃,熔融焓55.26kJ/kg,储热效率为55.08%,硅藻土对相变材料A的实际吸附率为91.67%;原硅藻土的平均粒径为1316nm,硅藻土基定形相变复合材料的平均粒径为971nm,具有良好的定形效果,在加热至相变材料熔融温度以上仍未发生渗漏。     

相变储湿模拟墙板在自然通风条件下的特性研究

以建筑石膏作为基体材料,将双壳微纳米相变胶囊掺入石膏基体材料中,制备相变储湿墙板,并且利用其搭建模拟房,获取自然通风条件下模拟房墙板内表面温度和相对湿度的变化,分析墙板对室内环境的调温调湿作用。结果表明,相变储湿墙板具有优良的相变性能和高效的储湿性能,作为围护结构部件,可以有效减小室内温度、相对湿度的波动范围,改善室内的热环境,提高室内环境的舒适度,达到建筑节能的目的。     

储热调温纤维及织物的制备研究进展

介绍了储热调温纤维及织物的储热调温机理、国内外最新研究进展。讨论了相变材料涂覆法、中空纤维填充法、皮芯复合纺丝法制备储热调温纤维及织物,此外,重点研究了相变材料胶囊复合法包括MicroPCMs涂覆织物、熔融纺制含MicroPCMs的皮芯复合纤维、湿法纺制含MicroPCMs的调温纤维和相变材料胶囊填充织物法制备储热调温纤维及织物,并对各种复合方法优缺点进行了对比。预测了储热调温纤维及织物的发展方向。     

调湿材料的研究进展

系统讨论了调湿材料的作用原理、性能评价指标以及分类,重点论述了国内外各类调湿材料的最新研究进展,并提出了调湿材料的发展趋势与研究方向.调温材料不断向着智能化、复合化、多功能化、高性能化、实用化、多样化方向发展.     

抑霉菌泥炭藓/硅藻土复合调湿材料的研究

在南方湿热地区,调湿材料极易因吸湿而长期处于高湿状态,故易产生霉菌污染。本研究通过培养皿试验研究了泥炭藓/硅藻土复合调湿材料及其各组分对室内主要霉菌(桔青霉、黄曲霉和黑曲霉)的抑制作用。根据对霉菌孢子分别经复合调湿材料和改性掺合料处理后的环境扫描电子显微镜(ESEM)和能谱仪(EDS)分析,对改性掺合料的X射线衍射(XRD)和EDS分析,对改性掺合料静置上清液的活性O_2~-和对霉菌孢子渗漏物中核酸的测定,探究了泥炭藓/硅藻土复合调湿材料的抑霉菌机理。研究表明,该泥炭藓/硅藻土复合调湿材料具有良好的抑霉菌性能;泥炭藓/硅藻土复合调湿材料的抑霉菌组分为改性掺合料中的MgO和C_2S,它们产生的活性O_2~-和氢氧根离子(OH~-)作用于霉菌孢子,破坏霉菌的细胞结构,从而抑制或杀死霉菌。     

相变调温材料对沥青及沥青混合料高温性能及控温性能的影响探究

通过原位界面水解-聚合法制备出相变调温材料(PCMs),对其进行差示量热(DSC)和热重(TG)热性能测试,再将其掺入到70#基质沥青中,研究不同掺量的相变调温材料对沥青常规指标、高温流变性能的影响;最后分析比较了AC-16与SAC16两种不同级配的相变沥青混合料的高温稳定性与调温性能。结果表明:制备的相变调温材料具有适宜的相变温度与较高的相变焓,且热稳定性良好,可用于沥青工程中;相变调温材料的掺入可改善基质沥青的高温性能,但对低温性能有着不利影响,且随相变材料掺量的增大,相变沥青的高温抗车辙性能显著提升;级配类型对相变沥青混合料的高温稳定性有着重要影响,因此在实际应用中,在考虑相变调温材料对沥青混合料起到调温作用的同时,还要考虑级配类型对其物理性能的影响。     

石蜡/改性硅藻土复合相变储能材料的制备及性能研究

以石蜡为相变储能材料,改性硅藻土为载体,无水乙醇为溶剂采用溶液插层法制备了石蜡/改性硅藻土复合相变储能材料,利用综合热分析仪(TG-DSC)测定了复合材料的相变温度、相变潜热及复合材料的热稳定性,通过扫描电镜(SEM)、FT-IR分别对复合材料的微观结构及兼容性进行了表征,结果表明:复合相变储能材料中石蜡的适宜含量为65%,此时相变温度为53.7℃,相变潜热为147.93J/g,复合材料具有良好的热稳定性和兼容性。     

基于相变材料的调温沥青路面应用研究进展

相变材料(PCMs)由于其独特的储能特性,已广泛应用于工业、建筑等领域,是一种可以用于道路工程领域中的新型材料,具有良好的应用前景。在总结近几年国内外相关研究的基础上,对相变储能材料在调温沥青路面方面的应用研究进行了概述。介绍了共晶系相变材料与定形相变材料的基本概念,进行了基于相变材料的路表温度模型调温机理分析,重点阐述相变材料掺入沥青混合料的方式,对该研究领域的一些现存问题进行了探讨。并提出了适用于沥青路面的相变材料的性能要求与标准,展望了相变调温沥青路面的发展趋势和应用前景。     

硬脂酸/改性硅藻土复合相变储能材料的制备及性能研究

以硬脂酸为相变储能材料,改性硅藻土为载体,无水乙醇为溶剂,采用溶液插层法制备了硬脂酸/改性硅藻土复合相变储能材料.利用综合热分析仪(TG-DSC)测定了复合材料的相变温度、相变潜热及复合材料的热稳定性,通过FT-IR对复合材料的兼容性进行了表征.结果表明,复合相变储能材料中硬脂酸的适宜含量为65%(质量分数),相变温度为61.6℃,相变潜热为142.87J/g,复合材料具有良好的热稳定性和兼容性.     

超声波辅助制备癸酸-棕榈酸@改性SiO2调温调湿复合材料超声波辅助制备癸酸-棕榈酸@改性SiO2调温调湿复合材料

以硅烷偶联剂改性SiO₂为壁材,癸酸（DA）-棕榈酸（PA）为芯材,利用超声波辅助溶胶-凝胶法制备DA-PA@改性SiO₂调温调湿复合材料,分析了硅烷偶联剂用量、超声波功率、超声波时间和超声波温度对DA-PA@改性SiO₂调温调湿复合材料粒径的影响,以及相关性能。结果表明,利用超声波辅助溶胶-凝胶法制备DA-PA@改性SiO₂调温调湿复合材料,可以显著降低粒径尺寸和减小粒径分布。当硅烷偶联剂用量为4.0 g、超声波功率为120 W、超声波时间为100 min和超声波温度为60℃时,DA-PA@改性SiO₂调温调湿复合材料的粒径较小且粒径分布较窄,即d₉₀=87.36 nm、d₅₀=63.34 nm、d₁₀=44.02 nm和d₉₀-d₁₀=43.34 nm,在相对湿度40.0%~65.0%范围内的平衡含湿量为0.1864~0.2379 g/g,相变温度为20.23~23.59℃,相变潜热为40.91~46.72 J/g,稳定性能良好。      

癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料的制备及性能

以抹灰石膏作为基体材料,将癸酸-棕榈酸-SiO_2相变储湿材料掺入抹灰石膏中,制备癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料,对其基本性能、储湿调湿性能、相变调温性能和耐久性能进行测试与分析。利用FTIR和SEM研究癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料的结构组成和微观形貌。结果表明:当癸酸-棕榈酸-SiO_2相变储湿复合材料掺量为40wt%的癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料具有最佳性能和良好耐久性能。其标准扩散度用水量为0.69、初凝时间为37min、终凝时间为51min、体积密度为916.67kg·m~(-3)、拉伸连接强度为0.08 MPa、抗压强度为1.76 MPa;在相对湿度40%~65%的平衡含湿量为0.0620~0.0849g·g~(-1);从30℃至15℃的降温时间为610s,相变平台明显;经过循环试验,吸放湿性能下降了6.44%~9.45%,相变调温性能仅下降了7.2%。     

智能光敏变色储能调温微胶囊的制备与表征

以脂肪酸酯相变材料作为光敏变色材料的溶剂,并以二者为芯材,以密胺树脂为壁材,采用原位聚合法,制备了具有智能光敏变色和相变调温功能的微胶囊材料。以DSC、TGA、激光粒度分析仪、扫描电镜、电脑测色仪等对研究结果行进了表征。结果表明,制备的智能光敏变色相变调温微胶囊成型良好,表面光滑圆润,粒径约为3~4μm,粒径分布集中;智能调温功能明显,升降温相变温度分别为27.0和20.2℃,熔融相变焓为68.1J/g,凝固相变焓为86.2J/g,具有明显的光敏变色功能。