辐射降温聚烯烃纳米纤维膜的制备及其性能

为提高纳米纤维防护材料的热湿舒适性,利用乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)和醋酸丁酸纤维素酯(CAB)为原料,通过熔融共混相分离法制备了辐射降温POE纳米纤维膜,并与乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维膜、棉织物进行对比,研究其形态结构、红外辐射透过率、降温效果及透湿性。结果表明:POE纳米纤维膜的形态均匀,平均直径为570 nm,其直径及孔径均大于PVA-co-PE纳米纤维膜;POE纳米纤维膜的中红外辐射(7~14μm)透过率接近100%,且随着纳米纤维膜厚度的增加而明显下降。与之对比,PVA-co-PE纳米纤维膜在相应波段的透过率有所下降,而棉织物完全不能透过中红外光;POE纳米纤维膜具有更好的红外辐射降温效果,将其覆盖在加热模块表面后,真空条件下模块温度保持不变,室温条件下模块温度仅升高0.5℃;此外,POE纳米纤维膜表现出良好的透湿性,其透湿率为2845 g/(m 2·d),略低于棉织物的(3530 g/(m 2·d));将POE纳米纤维作为涂层材料涂覆在棉织物表面构筑复合防护膜,可提升棉织物的过滤阻隔性能,且不影响其热湿舒适性。

ZnO-NPs/PP辐射降温长丝及织物的制备及性能

在高温环境中,能够降低个体体温的热管理纺织品引起了人们的广泛关注。利用纳米氧化锌颗粒(ZnO-NPs)和聚丙烯(PP)作为原材料,通过熔融纺丝制备了具有辐射降温功能的长丝(ZnO-NPs/PP材料),并将其编织成织物。测试了原材料的基本性质、无机纳米颗粒的分散性、ZnO-NPs/PP长丝的性能以及织物的室内外降温效果。结果显示:ZnO-NPs/PP材料在太阳光谱范围内具有较高的反射率,在大气窗口波段则展现出良好的透过率;当ZnO-NPs/PP中的ZnO-NPs质量分数增加时,ZnO-NPs的团聚加剧,影响熔融纺丝的稳定性;与传统棉织物相比,该织物在室内可实现约1.1℃的降温效果,在室外则可达到4.5℃的降温效果。

辐射降温锦纶长丝及其针织物性能研究

辐射降温锦纶是以高红外发射型无机粒子SiO 2和红外透过材料聚酰胺6(PA6)为原料,采用熔融纺丝制备的具备被动辐射降温功能的长丝。对3种不同加工工艺的辐射降温锦纶长丝和普通锦纶长丝进行对比研究,测试其表面形貌、聚集态结构、化学组分、力学性能、热学性能和表面摩擦性能。进一步对上述4种长丝织成的针织物的导热性能、瞬间接触凉感和室内降温性能进行测试比较。结果表明,以添加了SiO 2的辐射降温PA6为皮层材料、聚乙烯(PE)为芯层材料纺出的辐射降温PA6/PE皮芯复合丝,和辐射降温圆形截面锦纶长丝间隔递纱织造的针织物具有最好的导热性能和凉感性能,其红外热成像温度比普通锦纶针织物高约1.8℃,表明该针织物具有更好的红外透过性能,降温效果更好。综合认为,该研究所得辐射降温锦纶针织物具有优异的辐射降温性能,可用于辐射降温纺织品的开发。

聚环氧乙烷/Al_(2)O_(3)被动辐射降温膜的制备及其性能

针对传统制冷技术存在能耗大、额外产生热量、排放温室气体等弊端,以聚环氧乙烷(PEO)为原料,基于静电纺丝技术制备PEO微纳米纤维膜,并采用共混法将纳米氧化铝(Al_(2)O_(3))颗粒添加到PEO纺丝溶液中,通过静电纺丝制备出PEO/Al_(2)O_(3)微纳米纤维膜,用于日间被动辐射降温。分析了纤维膜的形貌、太阳光反射率、大气窗口波段红外光透过率、发射率以及日间辐射降温性能。结果表明:由于微纳米纤维结构和纳米Al_(2)O_(3)颗粒的有效散射,使纤维膜的平均太阳光反射率达到90.2%;PEO作为选择性辐射降温材料,结合Al_(2)O_(3)纳米颗粒的声子极化共振,使得PEO/Al_(2)O_(3)纤维膜在大气窗口波段的发射率为90.0%,当Al_(2)O_(3)的质量分数为4%时,在平均太阳光强度为712.3 W/m^(2)、环境湿度为14.2%的条件下,相对于环境温度日间降温达6.1℃。

PLA/PEG@SiO_(2)超细纤维包装材料及其日间辐射降温性能

超细纤维材料兼具有纸的印刷性、加工性和膜的阻隔性、贴合性,广泛适用于柔性包装领域,如何有效降低包装内温度并保证物资安全是柔性包装材料领域和安全防护纺织品领域的共性关键问题。基于此,本工作提出将二氧化硅(SiO_(2))引入聚乳酸/聚乙二醇(PLA/PEG)共混体系中,通过熔喷非织造方法制备PLA/PEG@SiO_(2)超细纤维材料,并对其物理结构、力学性能和辐射降温性能进行试验分析。结果表明:SiO_(2)对PLA成核结晶有积极作用,可以有效改善PLA结晶行为;SiO_(2)颗粒负载于纤维表面,有效提升了纤维表面粗糙度(Sa);随着SiO_(2)质量分数从0%增大到2.5%,纤维平均直径从2.65μm增大至7.11μm,表面粗糙度从7.4μm增大至12.7μm。受益于上述超细纤维结构特征,PLA/PEG@SiO_(2)超细纤维材料样品发射率和反射率最高可至87.5%和98.1%,测试温差最高可达8.9℃,具有优异的日间辐射降温性能。同时,PLA/PEG@SiO_(2)超细纤维材料样品对水、茶和咖啡等液体有优异的屏蔽性能,并表现出良好的可印刷书写性和异形裁剪性,有望为柔性包装和户外运动等领域提供一种新型日间辐射降温用柔性纤维材料。

辐射降温膜在平房仓控温储粮中的应用

在建有架空隔热层的平房仓仓顶及门、窗铺设辐射降温膜,开展控温储粮应用研究。通过对试验仓与对照仓的数据测试,其效果分析如下:试验仓仓顶外表面温度低于环境温度,温差最大为13.9℃,试验仓架空层温度与环境温度最大温差为18.9℃,试验仓与对照仓温差高达11.8℃,仓内表层粮温(0.3 m)温差最大达8.0℃,全仓平均粮温温差2.6℃;在试验仓度夏期间未开启空调的情况下,最高粮温未超过30℃,对照仓7月中旬最高粮温超过34℃时适时启动空调降温。试验表明,辐射降温膜对储粮控温效果明显,是低温粮仓改造及高标准粮仓建设优选材料之一。

SiO_(2)/PA6辐射降温长丝及其织物的制备及性能研究

将被动式辐射冷却结构纳入个人热管理技术,可以有效地保护人类免受日益加剧的全球气候变化的影响。以SiO_(2)和聚酰胺6(PA6)为原料,采用工业化熔融纺丝方法制备具有被动辐射降温功能的长丝,并通过手动织布机将其编织成织物。测试了SiO_(2)/PA6长丝的无机粒子分散情况、纤维力学性能及其织物的室内外辐射降温性能。结果表明,无机粒子在纤维中分散均匀;当SiO_(2)粒径为4μm,质量占比为5%时,性能最优。同时,在模拟夜间冷却效果的实验中,与未添加SiO_(2)的织物相比,添加SiO_(2)的织物具有4℃的降温效果。

辐射降温纤维材料的成型工艺及其应用研究进展

为了在无任何消耗的情况下降低物体温度,减少传统降温设备对不可再生资源的大量消耗,基于不断发展的辐射降温技术,对近年来辐射降温纤维材料的研究进行了整理和总结。概述辐射降温的原理,从纱线集合体结构、非织造材料结构2个方面出发,综述了辐射降温纤维材料的成型工艺。此外,为了充分探究辐射降温纤维材料的成型,加速辐射降温纤维材料的产业化制备,归纳了辐射降温效果的测试表征手段,并对辐射降温纤维材料的应用进行了总结,为辐射降温纤维材料的成型工艺优化及研究应用提供理论参考。

乙烯醋酸乙烯酯/二氧化硅超疏水辐射降温薄膜的制备及性能

辐射降温材料通过在太阳光波段(0.3~2.5μm)反射太阳光并通过大气透明窗口波段(8~13μm)将热量辐射到寒冷的外太空以实现表面的自发降温,这是一种可持续发展的制冷方式。然而,材料在户外长期使用过程中会受到雨水冲刷或灰尘沾污而使降温效果受到严重影响。文中通过溶剂交换法制备了具有多孔结构的乙烯醋酸乙烯酯/疏水二氧化硅(EVA/SiO_(2))复合超疏水辐射降温薄膜。复合薄膜表面的水接触角为160.4°,滚动角为2.6°;在太阳光波段的平均反射率可达96%,大气透明窗口波段的平均发射率为94%。在炎热强日光照射下的空气流通环境中,该薄膜可实现比周围环境平均温度低7℃;在无空气对流和传导的理想条件下可达到12℃的平均降温。薄膜的超疏水自清洁特性可使其表面避免被外界污染从而保持稳定的光学性能和降温效果。该材料适用于户外需要降温的领域,应用前景广阔。

建筑长波辐射降温设计分区研究

针对我国气候差异大的特点及夏季降温问题,利用不舒适热指数分析了长波辐射降温的必要性,并基于1021个代表城市的典型年气象数据,对国内气候差异性进行分析。利用EnergyPlus能耗模拟软件对典型建筑室内热环境进行模拟,以不舒适热指数、日照百分率、相对湿度作为分区指标,评估了全国长波辐射降温潜力。采用K-均值聚类的方法,将需要降温地区划分为长波辐射降温高潜力Ⅰ区、中潜力Ⅱ区、低潜力Ⅲ区、不适宜区。并针对各区提出了适宜的降温策略,为建筑师在设计前期提供更多的技术参考。

建筑用彩色超疏水辐射降温涂层的制备与性能研究

为实现建筑节能降耗,开发了一种基于光谱选择性辐射反射和辐射降温原理的新型建筑用辐射降温涂层材料,并通过与疏水改性的光谱锐吸收型功能颜料的复合实现了装饰性、超疏水与辐射降温功能的一体化,分析表明,红色辐射降温涂层的理论降温最大可达12℃。

辐射降温纳米纤维医用防护服面料及传感系统集成

针对传统医用防护服的穿着舒适性差、功能单一等问题,采用静电纺丝法制备了具有辐射降温功能的二氧化硅/聚偏氟乙烯(SiO_(2)/PVDF)纳米纤维,采用热压法将SiO_(2)/PVDF纳米纤维与非织造布制成新型防护服面料(SiO_(2)/PVDF-NWF)。测试了SiO_(2)/PVDF纳米纤维的结构和红外光透过率,以及新型防护服面料的穿着舒适性、防护性、辐射降温性能。结果表明:在质量分数为15%的PVDF纺丝液中,当SiO_(2)粒径为2μm,SiO_(2)与PVDF的质量比为0.15时,SiO_(2)/PVDF纳米纤维的红外光透过率最好;将传统防护服上的部分面料替换为SiO_(2)/PVDF-NWF,测试人员穿着时的服内温度比传统防护服低2℃,相对湿度下降5%。此外,在辐射降温防护服面料上集成了血氧、温湿度和定位传感器,构筑了多功能防护系统,其在医疗应急方面具有广阔的应用前景。

关于梁北煤矿冰冷低温辐射降温系统的设计

通过对梁北煤矿采掘条件的分析,指出导致该矿热害的热源主要是地温和水害。基于该矿井地温、水害的影响,及不同热源及其散热量的大小采取,结合矿方的有关要求,经技术、经济比较,采取"分源治理"和"综合治理"相结合的方针,做到局部机械降温和集中制冷相结合,提出了冰冷低温辐射降温系统,并详细介绍了该方案的实施过程及进行了运行费用测算。

探讨辐射降温纳米纤维医用防护服面料及传感系统集成

由于传统医用防护服功能单一且舒适性较差,需要合理运用各种先进材料和技术,不断创新设计医用防护服,提升医用防护服的综合性能。文章首先介绍了医用防护服和辐射降温纳米纤维材料,其次阐述了辐射降温纳米纤维医用防护服面料,最后分析了辐射降温纳米纤维医用防护服传感系统集成,包括传感器设计、保护壳设计、互联防护系统,以期为相关人士提供有效参考。

醋酸纤维素-聚乙烯醇分层复合多孔材料的制备及其辐射降温性能研究

日间辐射降温是一种将地表热量以热辐射形式传递到外太空,从而实现零能耗的绿色降温技术。然而,日间辐射冷却受天气条件影响,其冷却功率受到限制。本文提出了制备双层结构高分子复合多孔材料以实现辐射冷却-蒸发冷却集成的方法,通过将日间辐射冷却和蒸发冷却相结合,提升在实际应用中的冷却性能。经冷冻铸造相分离制备得到醋酸纤维素多孔结构材料,在其表面一侧原位复合聚乙烯醇-氯化锂水凝胶,从而获得了分层复合结构的醋酸纤维素-聚乙烯醇复合材料。在降温效果测试中,上层醋酸纤维素多孔材料具有97%的太阳光反射率和91%的大气窗口发射率,下层的水凝胶则具有良好的储水性能,可协同上层多孔材料实现冷却效果。阳光直射条件下的测试表明,该双层材料可以实现低于环境12℃的冷却效果,平均降温功率为91.6 W·m^(-2)。

聚丙烯酸酯多孔复合材料的原位聚合制备及其辐射降温性能研究

辐射降温作为一种无能耗和环保的冷却方法,在降低能耗等方面具有很大潜力。大多数多孔结构辐射降温材料设计均着重于提高材料的选择性发射性能从而提高辐射降温性能,却忽略了材料内部多孔结构优化导致制冷器的降温效果不佳。为此,本文通过电场原位聚合方法,将丙烯酸酯单体与二维纳米填料进行复合构建多孔结构高分子复合辐射制冷材料。所制备的聚丙烯酸酯多孔复合材料表现出较高的太阳反射率(95.5%)和高的中红外热发射率(96.3%)。该高分子多孔复合材料作为辐射降温材料在阳光直射下使用时,可实现自身温度比环境温度低8℃的降温效果,平均冷却功率为89.0 W·m^(-2)。

自清洁型F-SiO_(2)/BaTiO_(3)降温涂层织物的制备与性能

为了制备具有自清洁功能的降温织物,选用锦纶牛津布为基材,使用氟硅烷改性二氧化硅粒子,将聚二甲基硅氧烷(PDMS)、含氟烷基改性二氧化硅(F-SiO_(2))、钛酸钡(BaTiO_(3))通过刮涂的方式整理到锦纶织物上,获得复合降温涂层织物;对所得织物的微观结构和表面化学组成进行测试,探究不同涂覆量对复合涂层织物太阳光反射率和中红外发射率的影响,评估涂层织物的降温性能、易去污性能、机械性能。结果表明:复合涂层的引入能显著提高织物的光谱性能,与原始锦纶相比,制备的复合涂层织物的太阳光反射率提高至88%,大气窗口红外发射率可达92%。在户外太阳直射的情况下,制备的复合涂层织物最高可降温5.6℃,且具有很好的自清洁易去污效果和机械性能,在户外装备降温、电器设备降温、建筑路面降温等领域具有广泛的应用前景。

煤矿深井开采低温辐射降温技术问世

日前,山东新汶矿业集团孙村煤矿冰冷低温辐射降温技术工程运转调试成功,降温效果明显。

工业用降温抗热辐射背心的研制

研制高温防护用品,对防止热致疾患的发生,保护工人健康有十分重要的意义。本研究采取实验室与现场评价相结合的方法,对所研制的降温抗热辐射背心的各种性能进行评估。