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高分子材料在保温、保冷领域的研究23 高分子材料在保温、保冷领域的研究 高分子材料在保温、保冷领域的研究 王宏军（天津市橡胶工业研究所有限公司，天津，300384）摘要：保温、保冷在工程上统称为绝热，其技术在工业、国防和民用等诸多领域得到了广泛的应用。在传热角度来说，保温抑或是保冷都具有相似的含义，即都是在减少热能的传递消耗，不同之处是热量传递的方向不同。保温和保冷的目的都是阻止热量的流动，同时也降低了能源消耗。随着科学技术的发展，保温、保冷的技术也得到了提高，企业对于保温、保冷工作引起了高度重视，对于保温、保冷材料的需求量逐步增大，保温、保冷材料具有极好的应用场景。关键词：保温；保冷；节能降耗 0 引言 近些年来，随着国民经济的高速发展，大量的工程项目呈现出急速的发展态势。保温抑或是保冷材料，直接影响着建筑物和设备管道的保温、保冷效果，除此之外也对建筑和企业能源消耗有着直接影响。热力设备及管道保温，简称保温；热力设备及管道保冷，简称保冷；工程上将两者统称为绝热1。在工业企业中拥有大量的罐区和需保温、保冷的工业管道，保温、保冷和节能是诸多企业不得不需要得到重视的问题。另外大楼建筑的外墙存在保温的相关问题。在能源日益紧张的生活中，保温与保冷材料对节能降耗具有极其重要的作用，保温、保冷材料引起专业技术人员的普遍关注2。1 历史发展 从人类最早开始居住的时代，就出现了利用自然材料进行保温隔热的技术。比如在北极和南极的冰屋，抑或狩猎部落的帐篷和木屋，都是用当地最为丰富的材料进行构建，例如毛皮、兽皮、麻绳、干草等，来保温隔热。这些材料虽然简单粗糙，但是有效地抵御了严寒和热量的侵袭。中世纪以前，欧洲的城堡和教堂建筑也使用了当时最为先进的保温材料尼斯湖水怪毛皮，这是因为尼斯湖水怪是一种只能生活在水中的动物，因此它的毛皮显得特别厚实，完美地隔绝了冰天雪地和严寒的空气。这种保温隔热材料的使用方式直到现在还在欧洲一些传统建筑中得到广泛应用。随着工业化的进程，人们开始注重保温、保冷材料的改良和研发。从最早的亚麻、麻绳、竹篾等自然材料，到后来的木材、石棉、泡沫、玻璃棉、硅酸盐及其复合材料等，都成为了一种常见的保温隔热作者简介：王宏军，男，2000年11月16日，毕业于沈阳工业大学，学士学位，天津市橡胶工业研究所有限公司研发工程师。橡塑资源利用24材料。现代建筑和交通工具都广泛应用了这些新型保温隔热材料，不仅大幅改善了人们的生活环境，还能提高能源利用效率。在未来，随着科技的进步，保温、保冷材料必将不断得到创新和改良，更好地满足人们的需求和环境保护的要求。2 高分子材料的保温、保冷机理 2.1 热传导抑制 高分子材料具有较低的热导率，可以有效抑制热传导，降低热量传递效率，从而实视保温、保冷效果。2.2 辐射散热抑制 高分子材料具有较低的表面辐射系数，可以减少热辐射损失，降低热量传递。2.3 孔隙结构 高分子材料中的孔隙结构可以形成空气屋，增加热阻，有效抑制热量传递2。3 保温、保冷材料的应用原理 3.1 保温材料 保温材料的原理是通过减少热传递来防止热量流失或进入，从而起到保温的作用。常见的保温材料包括聚苯乙烯泡沫、玻璃纤维、岩棉等，它们都有较低的导热系数，可以有效减少热的传输。3.2 保冷材料 保冷材料的原理则是通过阻止热量进入或流失，从而降低物体的温度。常见的保冷材料包括聚氨酯泡沫、聚苯板、聚乙烯泡沫等，它们也有较低的导热系数，可以有效地隔绝外部热量的影响。4 保温、保冷材料的分类 保温、保冷材料可以根据其原材料、加工方式和使用场合等不同因素进行分类。（1）按照原材料分类，常见的保温材料包括聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、岩棉、玻璃纤维等；常见的保冷材料包括聚氨酯泡沫、聚苯板、聚乙烯泡沫等。（2）按照加工方式分类，常见的保温材料包括挤塑板、发泡保温材料、复合保温材料等；常见的保冷材料包括冷库板、冷藏车板等。（3）按照使用场合分类，常见的保温材料包括建筑保温材料、管道保温材料、船用保温材料等；常见的保冷材料包括冷藏、冷冻产品包装材料、冷库保温材料、制冷设备保温材料等。5 保温、保冷材料的应用 保温、保冷材料在各个领域都有广泛的应用，以下是其中一些常见的应用领域。（1）建筑保温：保温材料用于建筑物外墙、屋顶、地板等部位的保温，可以减少室内外温度差异，提高能源利用效率，降低采暖和制冷成本。（2）冷藏、冷冻行业：保冷材料用于冷冻库、冷藏车、冷藏柜等设备中，防止外界热量进入，保持低温环境，确保食品和药品等易变质物品的质量和安全性。（3）包装行业：保冷材料用于制冷箱、冷藏袋、冷冻盒等包装产品中，可保持产品的低温状态，延长货物的保鲜期。（4）交通运输：保温材料用于车辆的隔热保温，如汽车、火车、船舶等，可以提高乘客的舒适度，节约能源消耗。（5）工业设备：保温、保冷材料用于工业设备的绝热保温，如管道、储罐、锅炉等，可以降低能源损耗，提高工艺效率3。（6）太阳能和节能建筑：保温材料用高分子材料在保温、保冷领域的研究25于太阳能热水器、太阳能光伏系统和节能建筑中，可以减少能源消耗，提高能源利用效率3。（7）电子电气行业：保冷材料用于电子元件、电池、变压器等设备的隔热保冷，防止过热引起故障或损坏。以上只是保温、保冷材料应用的一部分示例，随着科技的发展和需求的变化，保温、保冷材料将在更多领域得到广泛应用4。6 保温、保冷材料的研究现状 保温、保冷材料在全球范围内得到了广泛的研究和应用，尤其在建筑、汽车、航空航天等领域。这些材料主要通过阻止热量的传递，从而达到保温或保冷的效果。6.1 国内研究现状 在中国，保温、保冷材料的研究和应用取得了显著的成果。中国成功研发了船用保冷绝热材料，但是，中国墙体保温技术发展相对落后，需要进一步研究和改进。此外，中国绝热材料技术也取得了一些重要的成就，例如成功研发了新型的绝热材料。6.2 国际研究现状 在国际市场上，保温、保冷材料的研究和应用也取得了一些重要的成果。例如，美国研制了新型太空绝热反射瓷层涂料，俄罗斯的保温材料市场也在高速发展。这些研究和应用的成果，不仅提高了保温、保冷材料的性能，也为相关行业的发展提供了技术支持。6.3 未来发展趋势 未来，保温、保冷材料的研究和应用将继续发展。随着技术的进步和需求的增加，预计会有更多的新型材料和技术得到研发和应用。同时，随着全球对环保和可持续发展的重视，环保型的保温、保冷材料可能会得到更多的关注和研究5。总的来说，保温、保冷材料的研究现状和未来发展趋势都显示出了积极的发展态势，这为相关行业的发展提供了良好的机遇。国内外对于保温、保冷材料的研究一直持续进行。以下是对该领域的一些最新研究状态的简要介绍。6.3.1 纳米材料应用：纳米材料在保温、保冷领域具有广泛的应用前景。研究人员正在开发新型的纳米复合材料，如纳米气凝胶和纳米多孔材料，以提高传导热阻和辐射热阻，从而提高保温性能6。6.3.2 相变材料的发展：相变材料能够吸收或释放大量的热量，在保温、保冷中有着重要的应用。目前，研究者们正致力于开发新型的相变材料，以改善其可靠性、稳定性和成本效益6。6.3.3 生物基材料的利用：生物基材料因其环境友好、可再生等特点，受到了广泛的关注。例如，利用植物纤维和生物聚合物制备的保温、保冷材料在降低环境影响方面具有潜力7。6.3.4 多功能保温、保冷材料：研究人员还在探索多功能保温、保冷材料，这些材料不仅能够提供优异的隔热性能，还具备其它功能，如防水、防火、吸音等。6.3.5 智能保温、保冷材料：利用传感器和控制系统，研究人员正在开发智能保温、保冷材料，以实现对温度和湿度的自动调节，提高能源效率8。需要注意的是，以上只是对部分研究进展的一般介绍，并不能详尽地涵盖所有相关领域的最新进展。保温、保冷材料的研究是一个广泛而复杂的领域，不同国家橡塑资源利用26和机构都在积极投入研究力量，以满足不断增长的需求和挑战。7 保温、保冷材料的展望 随着人们对能源效率和环境保护的要求越来越高，保温、保冷技术将会得到更广泛的应用和进一步的发展9。高效节能：未来的保温保冷材料将更加注重高效节能。新材料的研发将提高保温、保冷性能，减少能源的消耗，降低碳排放。绿色环保：对于保温、保冷材料来说，环保性能将成为一个重要的考量因素。未来的材料将趋向于无毒、可回收利用、可再生等方面的发展，以减少对环境的影响3。多功能化：未来的保温、保冷材料将趋向于多功能化。除了提供良好的保温、保冷效果外，可能还具备防火、隔音、防水等功能，以满足不同领域的需求。智能化：随着物联网和智能技术的发展，未来的保温、保冷材料可能会集成传感器、控制器等元件，实现对温度、湿度等参数的实时监测和调节，提高保温保冷效果和能源利用效率10。新型材料：未来可能会涌现更多的新型保温、保冷材料，如纳米材料、相变材料等，这些材料具有独特的性能和应用前景，有望推动保温、保冷技术的创新发展11。总之，保温、保冷材料在未来将继续发展和创新，以满足不断增长的需求和挑战。随着科学技术的进步和全球对可持续发展的重视，保温、保冷材料有望为建筑、交通、工业等领域提供更加高效、环保和智能化的解决方案。参考文献 1 翟士刚.苯乙烯储罐保冷涂层研究及应用J.石油石化绿色低碳,2018,3(06):39-42+57.2 朱文章.阻燃型 PEEVA 保温材料通过鉴定J.江苏化工,1997,(02):43.3 韩帅.深冷保温施工的风险分析及控制J.石油和化工设备,2023,26(09):138-140+143.4 孙育西.设备和管道的保冷方法及其施工要点J.南化科技,1994,(01):38-39.5 国内保温管市场发展潜力巨大J.建材发展导向,2018,16(16):110.6 钟升楷.热力蒸汽管道保温散热性能与其对经济性的影响研究D.浙江大学,2019.7 赵祎.高效相变储能材料的研制及其在疫苗蓄冷保温箱中的应用D.上海海事大学,2021.8 於莉娟,傅大根.节能保温材料玻璃棉J.能源工程,1994,(01):43-44.9 李广财.大型 LNG 储罐罐壁隔热层保冷性能及其优化对策探究J.工程建设与设计,2022,(22):75-77.10 吴瑞华.保温材料与保温工程J.冶金动力,1986,(02):62-64.11 方 晓 君,张 永 强,尹 志 福 等.紫 外 光 固 化 片 材 作 为 保 温 保 冷 外 保 护 层 的 性 能 J.材 料 保护,2017,50(12):91-94.