1复合海泡石纤维保温隔热素材.ppt

复合海泡石纤维保温隔热材料 杨月兰 崔悦 刘鑫 李雯 刘志远 指导老师：郭振华 研究目的及意义 针对现今中国污染严重的现状，雾霾状况频发，能源消耗严重增加，该科研小组研究并合成了复合海泡石纤维保温隔热材料。 冬季可以减少室内热量的损失，从而减少煤等燃料的燃烧，同时也减少了CO2、SO2、NXOY等污染物的排放量；夏季室外的热量难以传导到室内，可以减少空调、电扇等家用电器的使用，节约电能，从而减少燃料的使用量，达到节能减排的目的。 研究概要 1.原材料及其改性 2.保温隔热材料的制备 3.合成材料性能的研究 4.结果与讨论 5.创新点 6.经济分析及应用 原料的组成及配比 1、海泡石纤维（65%） 2、粉煤灰（10%） 3、氧化铝纤维（10%） 4、氧化铝粉末（5%） 5、磷酸二氢铝（10%） 原料的改性 1.海泡石的改性（热活化方法） 海泡石原矿粉碎→风选→酸活化→洗涤→过滤分离→干燥(热活化)→改性海泡石纤维 2.粉煤灰改性（酸活化方法） 3.氧化铝纤维的改性（表面活性剂分散） 海泡石活化改性（SEM） 活化前 活化后 活化后孔径明显增大 电镜下粉煤灰活化后形貌图 活化后表面高低不平，可以增大比表面积 制备流程 10g氧化铝纤维 制得保温隔热材料隔热板 电热鼓风干燥箱烘干15小时，温度定为250度 加入5g氧化铝粉末和100g磷酸二氢铝 电动搅拌器搅拌均匀 充分抽滤 倒入成型液压冲压 电动搅拌器慢速搅拌3分钟 加入适量蒸馏水后混合均匀 20g粉煤灰５g生石灰(4：1) 加入65g氧化铝纤维 分散剂 复合海泡石纤维保温隔热板 1.导热系数0.048W/(m?k) (WTPB型导热系数测定仪） 2.抗拉力41.66N（ZL-00A抗张强度试验机） 3.抗压强度0.3137MPa (DWD-Y10A型压力试验机） 材料性能的研究 由图1可知，当冷面与热面温差接近90℃时，取导热量连续三次稳定结果的平均值，即导热量为18 w，导热系数K=Q/F ? △T=IU/F ? △T 。 图1 由图2曲线可以看出，不同温度下随着板厚度的增加，导热量逐渐降低，综合考虑经济等因素，实验证明最佳厚度为20mm。 图2 试样 长度 （mm） 宽度 (mm） 面积 (mm2) 破坏载 （KN） 抗压强 （MPa） 平均值 (MPa) Ａ 130.0 135.0 17550.0 5.96 0.312 0.3137 Ｂ 131.0 135.5 17750.5 6.02 0.314 Ｃ 129.0 134.5 17350.5 5.98 0.315 表2.抗压力示数 Ａ B C D E 平均值 抗拉力（N） 41.2 41.4 41.7 41.7 41.3 41.66 表1.抗拉力示数 研究结论 1.海泡石的最佳活化温度为420℃，此时孔径和孔容最大，孔内空气静止难以形成对流，降低导热系数，阻碍能量的传导。 2.制备保温隔热板的烘干最适温度为250℃，在此温度下各种原料性能最佳，强度及导热系数达到最好。 3.不同温度下随着板厚度的增加，导热量逐渐减小，但通过实验证明最佳厚度为20mm。 4.抗拉力41.66N 5.导热系数0.048W/(m?k) 6.抗压强度0.3137MPa 复合海泡石纤维保温隔热材料的创新点 1、复合海泡石纤维保温隔热材料是一种节能减排的清洁型材料。 2、虽然粉煤灰是工业废渣，但由于其具有多孔型蜂窝状的特殊结构，孔内空气静止难以形成对流，因此有较低的导热系数，添加到复合保温隔热材料中使其效果更好,从而达到变废为宝的目的，实现资源化。 3、首次合成以海泡石纤维为主要原料的保温隔热材料，减少煤等化石燃料的使用量，减少大气污染物的排放量。 4、复合海泡石纤维保温隔热材料添加了氧化铝纤维，起到了“加筋”的作用，使保温隔热材料的抗拉抗压强度大大增强，增大其安全系数且便于运输。 经济分析及应用 中国每年新建房屋面积高达20亿平方米，使用新型保温隔热材料节约散热功率194.8亿瓦，那么一年节约能量为1.68×106亿KJ。根据1kg标准煤能放20911KJ能量，可少燃煤80.5亿吨，一吨标准煤约800元，则可直接减少经济损失64400亿元，并且减少排放二氧化碳217.3亿吨，具有巨大经济效益和环保效益。 主要应用到房屋建筑领域，因为该保温隔热材料具有耐高温的性能，所以在高温操作的厂房、锅炉房、炼钢房等室内也可应用此材料，具有广泛的应用前景。 感谢各位老师，请指导！ 谢谢！