調(diào)濕材料的研究現(xiàn)狀

《調(diào)濕材料的研究現(xiàn)狀》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、調(diào)濕材料的研究現(xiàn)狀Presentresearchstatusofhumidity-controlmaterials侯國艷，冀志江，王繼梅，王曉燕（中國建筑材料科學(xué)研究總院，綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100024）摘要：本文闡述了發(fā)展調(diào)濕材料的意義，簡要介紹了調(diào)濕材料的調(diào)濕機(jī)理以及國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。指出需進(jìn)一步加快調(diào)濕機(jī)理的理論研究以及發(fā)展經(jīng)濟(jì)且性國家“十一五”科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2006BAJ02A09、2006BAJ02B02）能良好的調(diào)濕建材產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：調(diào)濕材料；濕度調(diào)節(jié)；節(jié)能中圖分類號：X820.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1引言現(xiàn)時(shí)社會中環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為公眾話題，相

2、對于綠色無污染、可持續(xù)性發(fā)展等環(huán)保概念而言，濕度調(diào)節(jié)顯得陌生且往往容易被忽略。近年來，濕度的作用和危害在國內(nèi)日益受到關(guān)注，因此關(guān)于濕度控制和調(diào)節(jié)的研究也越來越受到重視。注:三角形的高度表示發(fā)生的量和程度圖1相對濕度對衛(wèi)生安全及健康的影響Fig1influenceofairhumidityonsanitationsafetyandhealth空氣濕度是表示空氣中水汽多少亦即干濕程度的物理量。過高或者過低的濕度影響人居環(huán)境與人體健康，對物品的保存、儀器的壽命等等具有嚴(yán)重的危害性。濕度由過高(低)至過低(高)交替變化時(shí)的危害更為嚴(yán)重。細(xì)菌圖1是加拿大學(xué)者AnthonyV.Arundel等[

3、1]考慮各種因素后，推薦的最佳相對濕度范圍：相對濕度在40%--60%之間，可使環(huán)境中細(xì)菌、病菌、霉菌,寄生蟲的總數(shù)量最少，將呼吸道感染和過敏癥、氣喘病、化學(xué)作用的可能性降至最小，且能保證空氣中臭氧的一定發(fā)生率，使空氣清新凈化。2目前調(diào)節(jié)濕度的辦法及展望外界溫度變化是引起濕度變化的主要原因之一，通過對溫度與濕度之間相互關(guān)系的研究表明[2]：如果在密閉系統(tǒng)中沒有任何吸附與解析水份的物質(zhì)，當(dāng)短時(shí)間內(nèi)溫度由10-40℃變化時(shí)，會使系統(tǒng)內(nèi)相對濕度降低到原來的1/6的水平，反過來同樣如此。目前，實(shí)現(xiàn)濕度調(diào)節(jié)較為普遍的方法是利用當(dāng)今先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)，但是常用的空調(diào)技術(shù)要消耗大量能源,除直接或間接引

4、起大氣污染（如：溫室效應(yīng)）、熱污染、破壞生態(tài)平衡外，還會引發(fā)“室內(nèi)空氣質(zhì)量”和“建筑綜合癥（SBS）”等問題。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略考慮，使用機(jī)械技術(shù)控制濕度并非長久的根本方法，而只能作為輔助手段來調(diào)節(jié)室內(nèi)熱濕環(huán)境。在日益要求與地球環(huán)境相協(xié)調(diào)、有效地利用有限資源為核心、建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會為目標(biāo)、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的形勢下，對具體實(shí)現(xiàn)具有自我修復(fù)、自我診斷、環(huán)境應(yīng)答或?qū)W習(xí)功能等特點(diǎn)，與人為善的、可信賴的、節(jié)能的、省資源的智能化材料的期待日益高漲。研究具有自動溫濕調(diào)節(jié)能力的材料具有重大的現(xiàn)實(shí)和歷史意義[3]。使用調(diào)濕材料是調(diào)節(jié)濕度的另一種方法，國內(nèi)早期大多采用的變色硅膠[4]，但因其價(jià)格較貴，且

5、存在只能吸濕的不可逆現(xiàn)象，不能廣泛使用。國內(nèi)目前關(guān)于調(diào)濕材料的研究仍然處于初級階段。未來系統(tǒng)建筑的智能型調(diào)濕材料特點(diǎn)就是智能化。智能調(diào)濕建材在周圍空氣中的水蒸汽濃度上升時(shí)，自身可感知并開始吸收水蒸汽，防止室內(nèi)濕度的上升，相反濕度下降產(chǎn)生過干燥時(shí)，材料自身可感知并開始放出水蒸汽，防止室內(nèi)過干燥，從而能夠很好地將空氣濕度保持在比較適于人生存的范圍內(nèi)。3濕度調(diào)節(jié)材料的研究現(xiàn)狀具有調(diào)濕功能的材料大多為一些多孔材料，以及通過化學(xué)反應(yīng)來調(diào)節(jié)水份含量的一些化學(xué)材料，或者是兩者的復(fù)合材料。調(diào)濕材料首先是在日本發(fā)展和應(yīng)用起來。圖2是近十幾年來每年批準(zhǔn)的直接關(guān)于濕度調(diào)節(jié)方面的專利數(shù)目，資料源于歐洲專利網(wǎng)

6、[5]。圖2專利數(shù)目年表Fig2chronologicaltableofpatentsamount從圖中可以看出濕度調(diào)濕的研究從1982年開始逐步趨于熱門，在1990、1991年達(dá)到一個高峰，隨后熱度慢慢下降。直到1998年，關(guān)于濕度調(diào)節(jié)方法及材料的研究突然再次熱門，并維持著較高熱度直到現(xiàn)在。3.1調(diào)濕材料的分類及作用機(jī)理的研究現(xiàn)狀調(diào)濕材料的作用機(jī)理因種類差別而不同，調(diào)節(jié)濕度材料主要分為四類：無機(jī)調(diào)濕材料、有機(jī)高分子調(diào)濕材料、生物質(zhì)調(diào)濕材料和復(fù)合調(diào)濕材料。無機(jī)調(diào)濕材料和生物質(zhì)調(diào)濕材料主要用于建筑材料，硅膠和有機(jī)高分子調(diào)濕材料主要用于工業(yè)和食品包裝。硅膠調(diào)濕材料雖然吸濕能力比較大，但放

7、濕再生能力較差；有機(jī)高分子調(diào)濕材料的吸放濕能力都比較強(qiáng)，但容易對環(huán)境造成污染；生物質(zhì)調(diào)濕材料吸濕量較強(qiáng)，放濕能力較弱；無機(jī)調(diào)濕材料的吸濕量有限，放濕再生能力比較強(qiáng)。故研究考慮采用不同孔道結(jié)構(gòu)和尺寸的無機(jī)調(diào)濕材料進(jìn)行匹配，以達(dá)到高效吸放濕并快速再生的目的。無機(jī)非金屬調(diào)濕材料的調(diào)濕能力主要依靠內(nèi)部較多的孔道與極大的比表面產(chǎn)生的水分子吸附、脫附作用。吸附現(xiàn)象主要有三類:物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附。有機(jī)高分子調(diào)濕材料的吸濕性主要取決于其本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)