新型无机/有机复合绝热材料的研究

论文摘要

随着经济的高速发展,能源短缺和需求速度增加的矛盾日益突出,成为制约经济发展的巨大障碍。在这样严峻的形势下,节约能源就成为缓解这一矛盾最有效的手段,而节约能源最直接的途径就是进一步加强对绝热材料的开发和应用,特别是开发研究高效性、复合型的绝热材料。因此,本文旨在研究一种新型的无机/有机复合绝热材料。在绝热材料领域,无机绝热材料占有很大比例,其中纤维类绝热制品,能耐较高温度,导热系数很小;此外,膨胀珍珠岩绝热制品,产品资源丰富,生产简便,耐高温,耐酸碱,导热系数小,产量最大,应用最为广泛;有机类绝热材料中的聚苯乙烯绝热制品因为含有大量气泡而具有以下性质:容重小,具有吸收冲击载荷的能力,隔热性能好,具有隔音能力等。基于以上绝热制品各自具备的优良性质,本课题主要研究以水镁石纤维和蛇纹石纤维为增强材料,以膨胀珍珠岩颗粒和聚苯颗粒为填料,以磷酸铝/聚丙烯酰胺和水玻璃为粘结剂,分别制备半硬质和硬质的绝热材料制品,经检验制品的导热系数均达到理想效果。在试验过程中,通过正交试验,探讨了水镁石纤维与蛇纹石纤维的加入比例、磷酸铝与聚丙烯酰胺的加入比例、膨胀珍珠岩颗粒与聚苯颗粒的加入比例、纤维与填料的加入比例、烘干温度、粘结剂用量、纤维用量、膨胀珍珠岩颗粒作为骨料的级配等因素对材料导热系数、容重、抗冲击性能等的影响,并得出了制备该绝热材料最佳的工艺步骤和试验参数。由于本课题所采用的制备工艺和设备简单,原料来源广泛、成本低廉,制品绝热效果较为突出、综合性能较好,是一种高效的复合型绝热新材料,因此产品具有广阔的应用前景和极大的工业推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 绝热材料概述
• 1.1.1 绝热材料的定义
• 1.1.2 绝热材料的绝热机理
• 1.1.3 绝热材料的一般性能要求
• 1.1.4 绝热材料的分类
• 1.1.5 绝热材料的应用
• 1.1.6 绝热材料的研究现状
• 1.1.7 国内外绝热材料研究发展趋势
• 1.2 本课题选题思路及主要研究内容
• 1.2.1 选题思路
• 1.2.2 主要研究内容
• 第二章 主要试验原料
• 2.1 石棉等无机纤维及其绝热制品
• 2.1.1 石棉概述
• 2.1.2 蛇纹石纤维
• 2.1.3 水镁石纤维
• 2.1.4 石棉绝热材料制品
• 2.2 膨胀珍珠岩及其绝热制品
• 2.2.1 性质及化学成分
• 2.2.2 影响膨胀珍珠岩制品绝热保温性能的因素
• 2.2.3 膨胀珍珠岩绝热保温制品的应用举例
• 2.3 聚苯乙烯颗粒及其绝热制品
• 2.3.1 聚苯颗粒
• 2.3.2 聚苯颗粒的主要应用特性及技术质量要求
• 2.3.3 聚苯乙烯泡沫塑料绝热制品
• 2.4 粘结剂
• 2.4.1 磷酸铝
• 2.4.2 聚炳烯酰胺
• 2.4.3 水玻璃
• 第三章 试验及检测设计
• 3.1 正交试验设计
• 3.1.1 磷酸铝/聚丙烯酰胺作粘结剂的复合绝热材料
• 3.1.2 水玻璃作粘结剂的复合绝热材料
• 3.2 样品性能检测
• 3.2.1 导热系数
• 3.2.2 容重
• 3.2.3 抗冲击性能
• 第四章 以磷酸铝/聚丙烯酰胺为粘结剂制备复合绝热材料的研究
• 4.1 前言
• 4.2 试验设备及原料
• 4.2.1 仪器设备
• 4.2.2 试验原料
• 4.3 试验工艺过程
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 试验结果记录
• 4.4.2 对导热系数的影响
• 4.4.3 对容重的影响
• 4.4.4 对抗冲击性能的影响
• 4.5 试验结论
• 第五章 以水玻璃为粘结剂制备复合绝热材料的研究
• 5.1 前言
• 5.2 试验设备及原料
• 5.2.1 仪器设备
• 5.2.2 试验原料
• 5.3 试验工艺过程
• 5.4 试验结果分析
• 5.4.1 试验结果记录
• 5.4.2 对导热系数的影响
• 5.4.3 对容重的影响
• 5.4.4 强度分析
• 5.5 试验结论
• 第六章 结论
• 6.1 以磷酸铝/聚丙烯酰胺为粘结剂制备复合绝热材料
• 6.2 以水玻璃为粘结剂制备复合绝热材料
• 6.3 制备新型无机/有机复合绝热材料的研究
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢