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自发热材料配方研究(2)

时间:2023-11-26 14:34来源:毕业论文
利用铁粉氧化反应制成的自发加热产品已经广泛应用于日常生活中,有暖足贴,暖宝宝,灸贴等。其反应原理是基于铁在潮湿的空气中氧腐蚀[1]。自发热产

利用铁粉氧化反应制成的自发加热产品已经广泛应用于日常生活中,有暖足贴,暖宝宝,灸贴等。其反应原理是基于铁在潮湿的空气中氧腐蚀[1]。自发热产品的温度是确定产品功效的关键,最终将由铁粉氧化放热,产生温度和热量,扣除耗热量的环境影响后余热转换形成热量。因此,氧腐蚀速率和环境因素最终都会影响自发热产品的效能。自发热材料温度性能主要包括:加热升温时间(开始加热到40℃所需时间),反应最高温度(从开始到结束的温度最高值)和持续时间(启动加热超过40℃保持时间总值)[2],原参考配方如表1所示。

表1 原配方(每方以100克计) 

成分 铁粉(克) 碳粉(克) 硅藻土(克) 盐(克) 水(毫升)

质量 59 5 12 2 22论文网

    该配方的发热时间为1小时,最高温度为53摄氏度,高于40摄氏度的温度持续13小时。上述发热情况对户外的部分保暖和热敷都不能达到较好的成效,故对配方进行了重新研究。根据资料提供的配方,采用单变量的方法进行配方筛选,具体如表2所示,在原配方的基础上减去某组分或改用其它物料进行试验[2]。

表2 改变配方组成发热情况

配方情况 原配方 减盐 减铁粉 减碳粉 硅藻土改木粉 减硅藻土 食盐改硅藻土

发热情况 微热 微热 不发热 不发热 微热 微热 不发热

表2中可以看出:自发热的材料中发热的关键的成分,铁粉,碳粉和盐。根据硅藻土的成本分析,为了节省成本,用木粉代替可行。会出现无硅藻土和木粉的铁粉迅速板结发热的现象。这个反应中水和木粉的作用是让各种固体粉粒混和,使各部分均匀,给以气固两相反应足够的接触面,使其利于铁粉反应完全和提高配方的热容量,以便于控制温度。

自发热材料是一类在人工诱发条件下可自动释放出热能的材料,其特殊的使用方法方便且安全,它自成立以来已经引起了来自国内外的专家学者广泛的关注,在飞速发展的领域成为热点之一。中国人口众多,随着国民经济的快速发展,人们的食物实现多样化,特别是对热食品的需求增加,我国又是一个灾害多发和野外工作者众多的国家,因此对环境和食品自加热的迫切需要有特殊性。

饮食保障热食化所用到的自发热原料的开发涉及:电极过程动力学、聚合放热和食品自热理论、高能自热材料的放热机理和工业化生产技术等。此类材料需要具有能量高、轻巧、启动快、放热平稳、使用安全等特点,可以应用于食物无火焰加热器并推广应用。

2。实验

2。1 试验原料与仪器  

食盐:(NaCl化学纯);还原铁粉:(分析纯),含量大于98%;木粉: 80-140目;碳粉:(实验室活性炭);电子天平等。

2。2 实验原理文献综述

活性炭吸附本领强,自发热的热量是源于空气中的氧气和铁粉迅速反应,放出热量致使温度上升,从而发生了自发热现象。 自发热材料配方研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_199009.html

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