高性能vip基材料的制备技术、性能及老化行为研究.docx

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分类号: !堕三2墨 密级: 坌珏
东南大学
硕士学位论文
高性能VIP基材料的制备技术、性能及老化行为研究
研究生姓名: 奎金强
导师姓名: 隆塞菱熬攫
申请学位级别 王堂亟± 学科专业名称挝抖越堂皇工程论文提交日期2Q!量生旦 目 论文答辩日期2Q!量生!且12目学位授予单位丕直盔堂学位授予日期2Q!量生且 旦答辩委员会主席评阅人
201 5年1月 日
万方数据
PREPARATION,PERFORMANCE AND AGING BEHAVIoUR STUDY oF
A Dissertation Submitted to
Southeast University
For the Academic Degree of Master of ******@ring
BY
Li Huiqiang Supervised by Huisu
School of Mmefials Science and Engineering Southeast University
January 201 5
万方数据
东南大学学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果, 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签
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研究生签名
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摘要
摘要
随着社会的不断进步,能源对于经济发展的重要性也日益凸显。建筑能耗在整个能源应用消耗领域中占有较大的比例。为了减少建筑能耗,作为超高性能保温材料的真空绝热板(VIP)也逐渐被重视。目前,已有大量的建筑物开始使用真空绝热板作为外墙或内墙保温材料,在能源节约上也呈现出了VIP的优越性。但是,针对超高性能真空绝热板的制各工艺、膜材劣化、服役寿命预测及建筑能耗模拟等方面,目前鲜有系统的研究。为此,本文对VIP进行了全方面的分析和研究,力图为真空绝热板在建筑物上的使用提供一定的理论指导和实验基础。
在VIP的制备方而,本文采用气相二氧化硅(fs)、沉淀二氧化硅(ps)、硅灰(sf)等纳米材料作为候选材料,制各了VIP芯板。并针对不同芯材体系,获得合适的成型压力、芯板烘干时间以及板材的封装时间。研究结果发现,以气相二氧化硅为芯材制备的VIP导热系数最低,低至 ·K。硅灰的掺入在一定程度上使得V1P导热系数升高。以沉淀二氧化硅为芯材制备的VIP 成本最低,并且导热系数也较低,·K。
在VIP服役寿命预测方面,本文采用不同pH值(7、11和13)的NaOH溶液及饱和Ca(OH)2溶液在不同温度条件下(200C和60。(2)对VIP膜材进行腐蚀试验,获得VIP膜材的劣化规律,为VIP 在建筑中的应用提供一定的实验基础。此外,本文还采用了VIP寿命预测模型对使用不同膜材VIP 的使用寿命进行了预测。综合腐蚀试验和寿命预测数据结果,多层金属化膜(MF)为VIP最佳的包覆膜材,玻璃纤维网格布膜(GF)次之,铝膜(AF)不适合作为建筑用VIP的包覆膜材。
针对VIP单纯的纳米粉体芯材体系,本文利用亲水和疏水的气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅气凝胶和膨胀珍珠岩作为基材,吸附石蜡RT2l制备了微米量级的定形相变材料。发现在同种材料下,亲水基材的石蜡吸附量要高于疏水基材。对于亲水ps、fs和气凝胶,RT21吸附量(RT21
质量/(RT2l质量+基材质量))分别为65%、%和78%,对疏水ps、fs和气凝胶,RT21吸附量分别为58%、65%和71%。最终优选出了利用亲水沉淀二氧化硅制各的定形相变材料与纳米粉体复合制备VIP-PCM复合板。适量定形相变材料的掺入,可以有效提高VIP对测试盒子内部温度变化
调节的性能。
,本文通过建立居民楼和办公楼两种建筑物模型,利用EnergyPlus能耗模拟软件对在不同气候区域下采用不同保温材料的建筑物进行能耗模拟计算,