高分子调湿材料调湿性能的实验及应用研究
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(北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室,北京100022)摘要:将硅藻土做成乳胶型涂料,并得到了不同湿度下这种涂料的吸放湿性能曲线,但是吸放湿能力不是很理想。
为了提高涂料的吸放湿能力,在基料中参加无机成膜物质制成硅藻土复合涂料,结果说明,通过复合,最大吸湿能力从615%提高到11%,最大放湿能力从5%提高到10%,并且确定了无机成膜物质的比例。
复合涂料符合建筑涂料的常规性能要求,在调节湿度的同时克服了传统空调能耗高的缺点,具有很好的应用前景。
关键词:调湿涂料;乳胶型;复合型;吸放湿特性0引言空气湿度是一个与人们生活和生产有密切关系的重要环境参数,湿度对人体舒适度、产品生产过程、产品质量和产品保存都有重要影响。
在低湿环境下,人的呼吸系统黏膜变得枯燥,易引发呼吸系统疾病。
在许多工业部门,生产过程能否正常进行,在很大程度上取决于湿度,例如造纸、精密仪器的生产。
物品在潮湿的环境里存放,由于霉菌的侵蚀而发霉变质;使金属生锈、仪表精度下降、绝缘参数降低。
在过分枯燥的环境里存放会发生开裂变形,造成经济损失。
可见,湿度控制无论是对人类的居住环境,还是对生产和物品保护都显得十分重要。
常见的湿度控制方法可分为机械性和非机械性两大类。
在机械性湿度控制方法中,可用空调调节建筑物室内空气环境。
但是空调要消耗大量的能源,而除湿的能耗占到空调能耗的20%~40%,因此,开发节能的湿度控制技术,对节能和环保有重要意义。
非机械性湿度控制方法是利用调湿材料的性质来到达控湿的目的。
调湿材料不需要借助任何人工能源和机械设备,依靠自身的吸放湿性能,感应所调空间空气湿度的变化,通过对空气中水分的吸附与解吸来自动调节密闭空间内的湿度,是一项可以减少空调湿负荷,实现建筑节能的重要技术。
利用调湿材料来控制调节湿度的研究,在日本已有20多年历史[1],技术领先于其他国家,尤其在机理研究方面,更是拥有相对先进的理论根底,很多调湿建材、调湿涂料已经形成市场。
高分子材料界面润湿性调控与应用分析高分子材料在现代工业和科学研究中扮演着重要的角色。
其界面润湿性对于材料的应用和性能至关重要。
因此,调控高分子材料界面润湿性成为一个热门话题,并在各个领域的应用中展现出巨大潜力。
本文将介绍高分子材料界面润湿性的基本原理、调控方法以及润湿性在多个领域的应用案例。
高分子材料的界面润湿性主要指的是其与外界液体或气体接触时的表面性质。
润湿性分为疏水性和亲水性两种。
疏水性表面对液体呈现出较大的接触角,液滴不能充分接触表面;亲水性表面对液体呈现出较小的接触角,液滴可以充分接触并迅速扩展。
高分子材料的界面润湿性由其分子结构和表面处理等因素共同决定,而润湿性的调控又能够对材料的性能和应用产生巨大影响。
为了调控高分子材料的界面润湿性,可以通过多种方法实现。
一种常见的方法是表面改性处理,如化学涂覆、等离子体处理、离子束注入、溶液处理等。
这些方法能够在高分子材料表面引入亲水性或疏水性官能团,从而改变其表面性质。
另一种方法是通过调整材料的微观结构,如表面粗糙度、纹理和形貌等。
这些微观结构的变化可以影响液体在表面上的接触行为,从而调节界面润湿性。
润湿性的调控在许多领域中得到了广泛应用。
其中一个重要的领域是材料科学。
通过调控高分子材料的润湿性,可以实现材料的抗粘展、防水、润滑等性能。
例如,将疏水性高分子材料用于涂层可以实现防水和防腐蚀效果,而亲水性高分子材料的涂层可以应用于医学领域,如人工关节、药物传递系统等。
此外,界面润湿性的调控还使得高分子材料在能源领域的应用得到了大幅拓展。
例如,通过调控高分子材料与电解质的界面润湿性,可以提高电池和超级电容器等能源存储设备的性能和循环寿命。
另一个重要的领域是纳米技术和生物医学。
高分子材料在纳米领域的应用已经得到了广泛研究。
通过调控高分子材料的界面润湿性,可以实现纳米颗粒的定向组装、液体滴在纳米界面上的聚集、纳米润湿模式的控制等。
这些润湿性调控的方法对于纳米颗粒的设计和组装具有重要意义。
- 65 -硅藻页岩的调湿性能的比较研究和结构分析姜广明1,马海旭1,肖凯巍1,韩方超2,崔奕帆3,胡 水4(1.中国建筑科学研究院有限公司,北京 100013;2.山东省泥博士新型材料有限公司,山东 淮坊 262400;3.北京元晟万利通贸易有限公司,北京 100013;4.北京化工大学,北京 100029) 【摘要】 首先描述 5 种不同的硅藻页岩原矿和硅藻页岩粉体的外观和微观形貌,然后利用红外分析、X 射线衍射分析、热失重分析等手段,分析硅藻页岩的化学成分、晶体形态和组成等。
比较 5 种硅藻页岩的调湿性能,提出热失重分析方法也可以用于分辨和筛选高调湿性能的硅藻页岩。
【关键词】 硅藻页岩;硅藻土;X 射线衍射分析;热失重分析;调湿性能;调湿材料 【中图分类号】 TQ630.7+2 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671-3702(2021)04-0065-050 引言硅藻土作为一种无机的调湿材料,现在已广泛地应用于室内装饰中[1];但是与硅藻土来源相近的硅藻页岩,目前还不为广大消费者所熟知。
硅藻页岩是由硅藻土在地球内部地核热能的作用下演化而成的矿物。
与硅藻土相比,硅藻页岩的比表面积更大,调湿能力更强[2],是更高端的无机调湿材料。
本文分析不同产地的硅藻页岩的外观、层理和微观形貌;并利用红外光谱分析、X 射线衍射分析;热失重分析等手段表征了硅藻页岩的成分、结构;对比了多种不同产地和不同处理方法的硅藻页岩的调湿性能。
1 原材料收集了产自日本北海道地区和肯尼亚的 2 种硅藻页岩原矿石,粉碎成硅藻页岩粉体(以下简称硅藻页岩),同时还收集了产自中国东北的 3 种硅藻页岩,给样品编号,其产地、颜色、处理方式和白度等信息,如表 1 所示。
作者简介:姜广明,男,高级工程师,研究方向为建筑材料检测与应用。
Comparative Study and Selection of Diatom Shalewith High Humidity Control PerformanceJIANG Guangming 1,MA Haixu 1,XIAO Kaiwei 1,HAN Fangchao 2,CUI Yifan 3,HU Shui 4(1.China Academy of Building Research ,Beijing 100013,China ;2.Shandong Ni Boss New Material Co.,Ltd.,Weifang Shandong 262400,China ;3.Beijing Yuansheng Wanlitong Trading Co.,Ltd.,Beijing 100013,China ;4.Beijing Universityof Chemical Technology ,Beijing 100029,China ) Abstract :Firstly,this article described the appearance and microscopic morphology of five different diatom shale ore and diatom shale powder,and analyzed chemical composition,crystal form and composition,etc. of diatom shale by means of infrared analysis,X-ray diffraction analysis,thermal gravity analysis. The humidity control performance of 5 kinds of diatom shale was compared,and the thermal gravity analysis method could also be used to distinguish and screen diatom shale with high humidity control performance. Keywords :diatom shale;diatomite;X-ray diffraction analysis;thermal gravity analysis;humidity control performance;humidity control material- 66 -2 实验设备SEM 使用热场发射扫描电子显微镜,样品经喷金处理。
调湿材料在地下工程湿度调节中的应用
朱明亮;罗青
【期刊名称】《制冷与空调》
【年(卷),期】2005(005)006
【摘要】简要分析调湿材料调节地下工程内部湿度的原理以及应用调湿材料的优点,介绍近年来国内、外研究开发的特种硅胶、无机盐类、蒙脱土类、有机高分子材料类这四类调湿材料以及国内、外对调湿材料的应用研究.
【总页数】3页(P65-67)
【作者】朱明亮;罗青
【作者单位】中国人民解放军理工大学;上海市结建民防设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TB6
【相关文献】
1.调湿材料在建筑节能中的应用前景 [J], 吴宏伟;王厚华;庄燕燕
2.水压技术在木材干燥窑湿度调节中的应用 [J], 刘银水;杨友胜;李壮云;朱玉泉
3.新型硅藻土调湿材料温湿度调节效果及机制 [J], 胡明玉;刘章君;樊财进;李晔
4.我国地下工程爆破研究的又一部专著——评《地下工程爆破理论及应用》 [J], 褚建萍
5.广义回归神经网络在空调湿度调节中的应用 [J], 周枫;沙立民
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高分子材料的湿润性与应用研究在材料科学的广阔领域中,高分子材料因其独特的性能和广泛的应用而备受关注。
其中,高分子材料的湿润性是一个重要的特性,它在众多领域中发挥着关键作用,从生物医学到工业制造,从日常用品到高科技设备,都离不开对高分子材料湿润性的深入理解和巧妙运用。
湿润性,简单来说,就是一种材料被液体润湿的能力。
当一滴液体落在固体表面上时,如果液体能够迅速且均匀地铺展开,我们就说这个固体表面具有良好的湿润性;反之,如果液体形成液滴,难以在表面扩散,就表示湿润性较差。
对于高分子材料而言,其湿润性受到多种因素的影响。
首先,高分子材料的化学组成是决定湿润性的关键因素之一。
不同的化学基团会赋予材料不同的表面能,从而影响其与液体的相互作用。
例如,含有亲水基团(如羟基、羧基等)的高分子材料通常表现出较好的亲水性,能够容易地被水润湿;而含有疏水基团(如烷基链)的材料则往往具有较差的亲水性,甚至表现出疏水性。
其次,高分子材料的表面粗糙度也对湿润性有着显著的影响。
一个粗糙的表面可能会增加液体与固体的接触面积,从而改善湿润性;但在某些情况下,如果粗糙度过大或者表面结构不均匀,也可能导致液体难以均匀铺展,降低湿润性。
此外,环境条件如温度、湿度等也会在一定程度上改变高分子材料的湿润性。
在较高的温度下,分子的运动更加活跃,可能会影响材料与液体之间的相互作用,进而改变湿润性。
了解了高分子材料湿润性的影响因素,接下来让我们看看它在实际应用中的重要作用。
在生物医学领域,高分子材料的湿润性至关重要。
例如,用于制造人工器官或组织支架的高分子材料需要具有良好的湿润性,以促进细胞的附着和生长。
亲水性的表面能够提供一个有利于细胞生存和增殖的环境,提高生物相容性。
同时,在药物输送系统中,控制高分子材料的湿润性可以调节药物的释放速率。
在工业领域,高分子材料的湿润性在涂层和胶粘剂方面有着广泛的应用。
具有良好湿润性的涂层能够均匀地覆盖在基底表面,提供更好的保护和装饰效果。
高性能涤纶的吸湿调湿性能研究摘要:高性能涤纶是一种具有优异性能的合成纤维材料。
本文旨在研究高性能涤纶的吸湿调湿性能,通过实验方法分析其在吸湿和调湿过程中的性能表现,并探讨其在纺织行业中的应用前景和发展方向。
1. 引言近年来,随着人们对功能纤维的需求不断增长,高性能涤纶作为一种新型合成纤维材料,具有轻质、高强度、耐磨、易干、抗皱等一系列优点,被广泛应用于纺织行业。
而其中的吸湿调湿性能作为其重要的功能之一,在不同工作环境下发挥着关键的作用。
因此,研究高性能涤纶的吸湿调湿性能对其应用的推广和发展具有重要意义。
2. 研究方法本研究选取了一种常见的高性能涤纶材料,通过实验方法对其吸湿调湿性能进行了研究。
实验中采用了传统的重量法和电热恒温法测量材料的吸湿性能和调湿性能,并通过比较分析实验结果,探讨其他因素对其性能的影响。
3. 结果与讨论通过实验测量,我们得到了高性能涤纶材料在吸湿和调湿过程中的性能指标,包括吸湿率、调湿率和保湿率等。
实验结果显示,高性能涤纶具有较高的吸湿率,可以迅速吸收周围的湿气,并具有良好的调湿能力,能够适应不同的湿度环境。
此外,高性能涤纶还具有良好的保湿性能,能够在干燥的环境中保持一定的湿润度。
更值得一提的是,实验结果还表明高性能涤纶材料的吸湿调湿性能可以通过调整纤维结构和添加功能剂等手段进行改善。
4. 应用前景高性能涤纶的吸湿调湿性能使其在纺织行业中有广泛的应用前景。
首先,它可以作为纺织材料用于吸汗吸湿的运动服装、户外服装等领域,提供舒适的穿着体验。
其次,高性能涤纶还可以用于生产吸湿调湿的床上用品,使人们在睡眠中获得更好的舒适感。
此外,高性能涤纶材料还可以应用于建筑材料、汽车座椅材料等领域,提高室内环境的湿度调控能力,提供更加舒适的生活和工作环境。
5. 发展方向尽管高性能涤纶在吸湿调湿性能方面已经取得了突破性进展,但仍然存在一些挑战和改进空间。
今后的研究可以从以下几个方面展开:首先,进一步研究高性能涤纶的吸湿调湿机制,深入理解其性能表现背后的物理、化学原理。
调湿材料及其发展概况摘要:调湿材料自被提出以来,就受到了广泛的关注。
本文首先分析了调湿材料的调湿原理,其次列举了调湿材料的种类,最后通过对调湿材料市场现状、硅藻土作为调试材料的应用和调湿材料的发展前景三方面探讨了调湿材料的发展形势。
关键词:调湿材料;硅藻土;吸附性;调湿能力引言:调湿材料是一种具备自动调节空气湿度功能的材料,因为自身的优越性能被人类的生产生活广泛应用。
调湿材料的使用不仅减少能源消耗,而且能改善人类居住环境,在社会的持续健康发展上起到不可忽视的作用。
随着人类对其需求的不断增长,调湿材料也在不断的被改进和研发。
1.调湿材料的调湿原理调湿材料无论种类差异多少,它的调湿过程都是一样的,都是靠自身完成,不借助任何机械设备,凭借独特的感应能力,通过吸收放湿特性来调节所处空间的空气湿度。
调湿材料的调湿原理并不复杂,当周围环境湿度较高时,调湿材料会通过吸附水蒸气的方式使温度降低。
当周围环境湿度较低时,调湿材料又会放出之前吸收的水分,从而加湿空气,使周围湿度回升。
调湿材料就是通过这样的工作原理来调节湿度,达到空间湿度的相对恒定的。
调湿材料的调湿原理主要分为物理吸附和化学吸附。
无机材料主要是采用化学吸附的方式,用通过化学吸湿原理进行单分子层吸附,吸附较稳定。
而有机材料则是依靠物理吸附方式,极性大有机分子材料吸附性强,极性小的则吸附性弱。
2.调湿材料的种类据研究结果来看,调湿材料可分为六大种类。
第一类是硅膠,它虽然有调湿功能,但因为其在水的吸附和循环过程中经常滞后,所以并不常被应用在调湿环节中。
第二类是无机盐,常见的有、等[1]。
它在吸附水分过程中会自行潮解,对空间物品产生影响,所以它的使用也受到一定的限制。
第三类是无机矿物材料,它主要包含硅藻土、蒙脱土、膨润土等,这些材料不仅造价低,而且有较强的吸附水分的能力。
平时只需要简单加工,就可以制作出多种形状,这是人类最为常用的一种调湿材料。
第四类是有机高分子材料,如聚丙烯酸、聚乙烯醇等。
高分子湿敏材料功能设计近几年来,高分子湿敏材料在工业界引起了前所未有的关注。
它具有几何形状可控性、力学特性可调、可塑性好、可循环利用等优异特性,被认为是智能高分子材料的重要组成部分。
高分子湿敏材料的功能设计包括:力学性能调控、结构调控、表面性能调控、热性能调控、湿敏应力响应等。
首先,高分子湿敏材料的力学性能调控是一个复杂的过程,高分子材料本身具有良好的弹性体系,可以通过合成基体材料来改变它们的力学性能。
另外,高分子湿敏材料也可以通过改变湿敏性材料的化学组成来改变其弹性体系,从而改变其力学性能。
其次,高分子湿敏材料的结构调控是改变其力学性能的重要方法。
高分子湿敏材料的结构可以通过合成方法来调控,比如改变高分子材料的纤维结构,从而改变其力学性能。
还可以通过控制高分子湿敏材料的湿度来改变其结构,并影响其力学性能。
第三,高分子湿敏材料表面性能调控也是一个重要方面,包括对原料涂层、活性剂改性、表面自组装层合成等表面调控技术。
通过这些技术,可以改变材料的表面特性,改善性能,使其具有更好的湿性特性和耐磨性能。
此外,高分子湿敏材料的热性能也可以通过合成基体材料、改性剂、浸渍技术等控制。
这些控制技术可以改变材料的热导率和热膨胀系数,从而改变材料的热性能。
最后,高分子湿敏材料的湿敏应力响应是湿敏材料的重要特性,主要是受到湿敏剂的影响。
湿敏剂可以改变高分子材料的形状、弹性和力学特性,从而改变其功能。
湿敏剂的类型包括:无机湿敏剂、有机湿敏剂、生物湿敏剂等,可根据应用来选择适当的湿敏剂。
总而言之,高分子湿敏材料的功能设计包括:力学性能调控、结构调控、表面性能调控、热性能调控和湿敏应力响应,可以通过这些手段来改变材料的特性,从而实现其应用。
高分子湿敏材料是一种新型好用的智能材料,具有几何形状可控性、力学特性可调、可塑性好、能量消耗少、可循环利用等优异特性,因此得到了越来越多的应用和发展。
高分子湿敏材料的功能设计将为智能材料的未来发展提供强大的技术支持,以满足社会经济的发展需要,推动智能材料的持续发展。