李冶-调湿材料

《李冶-调湿材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、影响调湿材料调湿性能的主要因素分析李治程小苏曾令可王慧周黎明邓伟彬韩鑫（华南理工大学材料科学与工程淫院，广东广州510640）摘要：木文对影响调湿材料调湿性能的主要因素进行分析。冇机调湿材料，主要因素包括:材料木身的性质和结构如亲水基团的极性、聚合度、孔容和孔径大小分布、比表面积、表面状态等；无机调湿材料，主要有孔径的人小及其分布、孔容积、比表面积。此外，对于调湿材料，还受到环境湿度、吸湿接触面积以及制备工艺的影响。结合以上主要因索，指出调湿材料的研究方向及其研究重点。关键词：调湿材料；调湿原理；调湿性能；影响因素随着政府和全社会公民的坏保意识不断增强，加上材料产业不断朝着高性能化、智能化

2、、功能化和生态化的方向发展，使得各类绿色生态环保产品的开发显得愈加重要。空气湿度是-•种重要的人类居住环境舒适度指标，这里提到的相对湿度是指空气屮水蒸气的含最与在相同情况下能够渗透到空气屮的水蒸气总的含量之比山，也是空气干湿程度的物理量，过高或过低的空气湿度对人类的健康以及文物、仪器寿命等有很大的影响，如广州地区在春季的“冋南天”，空气湿度很高，对人们的H常牛活造成了不便。调湿材料的概念最早由FI本学者西藤、宫野等提出的⑵，是指不需要借助任何人工能源和机械设备，依靠口身吸放空气湿度的性能，感应所调空间空气温湿度的变化，自动调节空气相对湿度的材料。这种e态调湿材料不需要消耗电能等其他不可再牛

3、能源，故开发与应川具有良好调湿性能的调湿材料对节约能源、改善环境舒适度、促进牛•态坏境的可持续发展等具有重要的现实意义。国外对调湿材料的研究已经有儿十年历史，许多研究成果也已经广泛应用于建筑、化工、文物保护等领域少7】。目前，国内在这-•领域的研究也逐渐增多。如木材、竹炭、木炭等天然调湿材料、无机盐调湿材料、无机矿物调湿材料、有机高分子调湿材料、复合调湿材料、纸类调湿材料等［叽此外，加拿人学者AnthonyV.Arundel等通过实验研究得出,当相对湿度范围为40%〜60%时，环境中的细菌含量最低，使得呼吸道感染的可能性降到最小，并且可以使空气中的臭氧保持—•定的发牛率，使空气清新净化⑼。

4、由此可见，调湿材料作为一种重要的绿色、低碳功能性材料，其在节能坏保方面具有深远的意义。为此，本文重点分析影响调湿材料调湿性能的主要因素，为调湿材料的开发及研究重点提供借鉴。基金项目:广东省教育部产学研结合项目（编号:2012B091100306）通信联系人：李治,E-mail：lizhigreat@qq.com1影响有机材料调湿性能的主要因素调湿材料调湿性能的优劣主要取决于两个指标：湿容量的大小和吸、放湿率的快慢，前者反映吸放湿能力，后者反映吸放湿的应答性有机调湿材料一般具有三维网状结构或类似结构，网络内部含冇大量竣棊、氨基、逐棊等亲水基团，使其能够吸收自身重量百倍甚至千倍水分。由此口J见

5、，对于有机调湿材料，其湿容量较大1，1~13,0李万芬等人I⑷研究了墨鱼匍甘聚糖接枝丙烯酸共聚物(KAC)的吸湿特性，实验发现KAC具存优异的高效吸湿特性,且对比了硅胶和蒙脱石的吸湿性能，结果如图1所示。由图可见，无机材料的湿容量一般要小于冇机材料。而H在高湿度(RH=90%)和低湿度(RH=10%)环境中，分别表现出长效吸湿和强保水能力。图1(90±1)%RH、(25±1)°C条件下几种材料的吸湿率曲线Fig.lThemoistureabsoi-ptivitycurvesofsomekindsofhumiditycontrollingmaterialsat(90±l)%RH、(25±1)

6、°C冇机聚合物网络结构中的微孔大小直接决定其吸湿性能的优劣，一般要求微孔的大小要与水分子尺寸相仿，这样水分子更容易扩散到高分子聚合物的内部。微孔的大小与材料的结晶度、交联密度、分子链的韧性等因素有关。就小宁等人〔⑸通过对有机高分子吸水树脂结构中添加适量的苯乙烯和海泡石，使得树脂的网络结构得到了冇效改善。分析其原因，主要是因为疏水的苯棊和刚性的海泡石在树脂中形成了一些疏水微区，加强了毛细管作川，从而加速了水分子的渗入。此外，万红敬等人〔⑹认为，有机高分子调湿材料拥有大量的强极性基团，以至于其化学结构足以满足高分子树脂的理论吸湿量，但实际中，其吸湿量并不高。造成高分了树脂吸湿虽偏低的主要原因是

7、物理结构，通过改进制备工艺，制备出内部多孔、表面粗糙、比表面积大的冇机高分了树脂，是改善其吸湿性能的重要途径。即为了提高冇机高分子材料的吸湿量，最重耍的是耍重视通过改善其物理结构来提高相关性能。在这一方面,杨海亮等人2791根据多孔树脂结构的设计，利用二次制孔法制备了CMC-g-PAM/PAAS多孑L树脂，聚合过程中加入一定量的氯化铝和碳酸氢钠进行一次制孔，然后将样品进行十燥并升温至150°C得到二次制孔，授后制备出了一