连续制备聚烯烃微纤束及其在人体热管理方面的应用

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gjb649666926
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,节能的需求和多样化的人体温度调节需求,以及可穿戴电子产品和智能纺织品的出现,使人体热管理(Personal Thermal Management)技术再次兴起。人体热管理技术(简称PTM),包括人体的降温、加热和温度调节,它比传统的空气/液体冷却等人体服装具有更加灵活和应用广泛的特征。同时,近年来出现了许多先进材料和热管理策略,在提高人体热管理性能的同时,也提高了人体热管理衣物的穿戴舒适性。然而目前制备这些人体热管理材料的方法往往存在制备效率低以及成本高的问题。这极大地限制了人体热管理材料的大规模化生产以及未来应用。受自然界中北极熊毛发结构以及生活中多孔结构的启发,本文以热塑性高分子材料聚丙烯(PP)、聚乙烯(HDPE)为基体,聚氧化乙烯(PEO)为分散相,成功的开发了一种简单可行、低成本、高效率、大规模的方法来制备多孔材料,并将其应用于人体热管理。最重要的是,在制备过程中完全不使用有机溶剂,是一种绿色环保的高分子多孔材料的制备方法。本文的主要研究内容如下:(1)利用挤出成型的方法连续制备了不同直径的高密度聚乙烯(HDPE)/聚氧化乙烯(PEO)共混物料条。随后,将HDPE/PEO料条中的PEO相沥滤掉,得到具有取向结构的聚乙烯微纤束(PMBs)。论文系统研究了拉伸比对聚乙烯微纤束的微观形貌结构、孔隙率、隔热性能以及可穿戴性能的影响,进而扩展到人体热管理方面。研究发现,此方法制备PMBs是由多根相互连接的微纤组成,而且这些微纤沿挤出方向取向排列,此外,相邻的微纤之间有许多相互连接的微通道。这些微纤结构赋予了材料优异的力学性能,可以将其编织成织物,发现其在给定温度下均具有优于棉纺织物的隔热性能。同时发现,拉伸比的提高对隔热性能的提升是有帮助的。最后,本研究探讨PMBs织物在不同环境下对人体热管理方面的应用,结果表明PMBs织物不仅能够在室内环境下有效的防止人体热量的散失实现被动加热,而且能够在室外环境下极大地隔绝外部热量输入和提升汗液蒸发冷却能力,实现人体被动冷却。(2)利用“三层吹膜”的熔体加工方法制备了聚丙烯/聚氧化乙烯(PP/(PP/PEO)/PP)复合薄膜,其中间层为PP/PEO相,外层和内层均为PP相。通过沥滤去除PEO相获得PP/PMBs/PP(PM)复合薄膜,并探讨了PEO的含量对PM薄膜微观形貌、隔热性能、以及疏水性等的影响。结果表明PEO含量对PM薄膜的微观形貌结构和隔热性能有着很重要的影响,当PEO含量为70 wt%,PM-70薄膜的内部微纤较细而且分布均匀,PM-70薄膜的隔热性能最佳,热导率可达0.05 W/mk。此外,研究了PM薄膜的疏水亲油性以及对有机溶剂的选择性吸附性,结果表明PM薄膜展示出优异的疏水性亲油性,可以选择性吸附有机溶剂,形成PP/PMBs/Ethanol(PM/E)薄膜。相比于PM薄膜,PM/E薄膜的透明性以及隔热性能有着明显的提高,而且具有良好的热稳定性,能够适应外界温度忽高忽低的变化,在热管理方面表现出巨大的应用潜力。
其他文献
五配位磷化合物作为化学反应或生命进程常见的中间体或过渡态,受到了广泛关注。但由于五配位磷化合物的不稳定性,阻碍了对其性质的进一步研究。而五配位螺磷烷因为含有两个刚性环,能较好地稳定五配位磷化合物,所以可以作为五配位磷化合物的模板分子对其进行较为深入的研究。但到目前为止,关于五配位螺磷烷的研究多集中在理论和合成应用方面,对其亲核取代反应的研究较少,更不用说对其立体化学机理的研究。氢膦烷是一类特殊的螺
随着大数据的发展,不同信息系统中都存在着海量数据,各系统之间由于应用目的不同、数据存储规范不同,导致各系统数据之间存在异构性,数据彼此隔离无法连通。数据间存在的多源异构性使其无法实现统一管理和共享,容易产生信息孤岛、技术孤岛、资源孤岛等问题,难以进行领域数据的联合分析。为了解决当前面临的问题,充分发挥数据价值,需要对多源异构数据进行数据集成,数据集成是实现信息共享、构建数据统一访问的关键技术。本研
背景间质性肺病(interstitial lung disease,ILD)是一组异质性的弥漫性肺疾病,ILD的病因不同,治疗方案和预后也有所不同。自身免疫风湿性疾病相关性间质性肺病(autoimmune rheumatic disease-associated interstitial lung disease,ARD-ILD)是由自身免疫风湿性疾病(autoimmune rheumatic d
目的淋巴水肿(lymphedema)是由淋巴管先天性发育不良或继发性淋巴液回流障碍造成的,这些原发性或继发性因素导致了肢体浅层软组织内高蛋白液体的集聚,进而引起了组织水肿。因为其发病因素复杂且尚没有可以完全治愈的治疗方式,淋巴水肿的治疗仍是世界性难题。目前保守治疗被国内外专家认定为淋巴水肿患者治疗的首选方法。在临床中我们发现部分下肢淋巴水肿的病人会合并髂静脉受压,但应用支架置入术治疗淋巴水肿患者合
背景胃癌是全球常见的恶性肿瘤之一,在我国其发病率和病死率位于各种恶性肿瘤的第二位和第三位。胃癌根治术是目前进展期胃癌治疗的首选方法,但胃癌根治术后出现的消化道瘘、术后出血、切口感染等问题仍然威胁着患者的生命。其中消化道瘘是胃癌根治术后最严重的并发症之一,且在临床上较难处理。随着手术技术的完善,消化道瘘的发生率较过去有所下降,但仍无法完全避免。一旦发生消化道瘘,可能会继发腹腔感染、出血等并发症,直接
背景胆囊结石(gallstone)是一种由多种致病因素引起的疾病,随着生活方式的改善及生活水平的提高,我国胆囊结石患者的发病率逐年升高。据文献报道,西方发达国家成年人胆石症的发病率在10%-15%,而我国成年人胆石症发病率为7%-10%。一旦结石在胆囊内形成后,胆囊黏膜会持续受到结石的刺激,不仅可引起胆囊的慢性炎症,而且当结石嵌顿在胆囊颈部或胆囊管后,还可以引起继发感染,导致胆囊的急性炎症。胆总管
以锂离子电池为代表的新型绿色能源储存装置已广泛应用于人们生活的各个角落,然而由于资源及成本等问题严重制约了锂离子电池在大规模储能系统中的应用。因钠/钾资源丰富而备受关注的钠/钾离子电池,未来可能将会成为新型储能装置的良好选择。然而,想要获取高性能的钠/钾离子电池,必然离不开合适的电极材料的设计与开发。目前对于负极材料的研究主要的问题是:(一)如何有效地改善具有较大离子半径的Na+/K+在材料中的缓
学位
学位
学位