论文总字数：17208字

摘 要

21世纪，自动化控制在工业领域应用得越来越普遍，由于电子设备的正常运行对环境湿度要求很高，人们通常在电子设备中放置吸湿剂。本课题为了制备高效，稳定性好的有机/无机复合吸湿材料。研究了五种纤维载体的耐热温度：硅酸铝纤维（高于250℃)、玻璃纤维（200℃)、粘胶（150℃)、涤纶（150℃)、丙纶（100℃)。测量了9种吸湿剂96h吸湿能力：无水氯化镁(369.41%)、无水氯化钙(287.97%)、无水乙酸钾（211.87%)、聚丙烯酸钠（126.07%)、无水溴化锌(120.91%)、无水硫酸铜(55.87%)、无水硫酸镁（59.48%)、无水硫酸钠(44.80%)、无水硫酸钙(3.37%)。发现高吸水性树脂或聚丙烯酸钠由于亲水基团与吸湿剂复合会降低吸湿剂的吸湿能力，但随着吸湿时间的增加影响会越来越小。没有亲水基团的纤维载体对吸湿剂吸湿能力基本无影响。0.2g聚丙烯酸钠和0.8g乙酸钾复合吸湿7天后会形成凝胶结构，此结构能够防止吸湿剂吸湿后形成液体腐蚀电子设备。用浸渍法制备的涤纶/氯化镁复合吸湿材料装载率最大，能够达到1311%。用无水氯化钙和粘胶纤维毡制成的复合吸湿材料48h吸湿率最高，能够达到了55%，为氯化钙48h吸湿率的25%，考虑到其装载量能达到1150%，综合吸湿性能优异。

关键词：吸湿剂 复合 纤维

Preparation and performance of hygroscopic agents based on organic and inorganic materials

ABSTRACT

In the 21st century, automatic control is becoming more and more common in the industrial field. Since the normal operation of electronic equipment requires high environmental humidity, people usually place a hygroscopic agent in the electronic equipment. This topic is to prepare an organic/inorganic composite hygroscopic material with high efficiency and good thermal stability. The heat resistance temperature of five fiber carriers was studied: aluminum silicate fiber (above 250℃), glass fiber (200℃), viscose (150℃), polyester (150℃), polypropylene fiber (100℃). The moisture absorption capacity of 9 kinds of hygroscopic agents was measured for 96 hours: anhydrous magnesium chloride (369.41%), anhydrous calcium chloride (287.97%), anhydrous potassium acetate (211.87%), sodium polyacrylate (126.07%), anhydrous zinc bromide (120.91%), anhydrous copper sulfate (55.87%), anhydrous magnesium sulfate (59.48%), anhydrous sodium sulfate (44.80%), anhydrous calcium sulfate (3.37%). It was found that the superabsorbent resin or sodium polyacrylate will reduce the hygroscopic capacity of the hygroscopic agent due to the combination of the hydrophilic group and the hygroscopic agent, but the effect will become smaller and smaller as the hygroscopic time increases. The fiber carrier without hydrophilic groups has basically no effect on the moisture absorption capacity of the moisture absorbent. The combination of 0.2g sodium polyacrylate and 0.8g potassium acetate will form a gel structure after 7 days of moisture absorption. This structure can prevent the hygroscopic agent from forming a liquid to corrode electronic equipment after absorbing moisture. The loading rate of the polyester/magnesium chloride composite hygroscopic material prepared by the dipping method is the largest, which can reach 1311%. The composite hygroscopic material made of anhydrous calcium chloride and viscose fiber felt has the highest moisture absorption rate in 48h, which can reach 55%, which is 25% of the calcium chloride moisture absorption rate in 48h. Considering its loading capacity can reach 1150% Excellent moisture absorption.

Keywords: hygroscopic agent；composite；fiber

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 3

1.1课题背景 3

1.2有机/无机复合材料吸湿剂研究进展 4

1.3有机/无机复合材料吸湿剂原材料的选择 6

第二章 实验部分 10

2.1实验原料和设备 10

2.1.1实验原料 10

2.1.2实验仪器和设备 11

2.2实验方法 11

2.2.1纤维耐热性能测试 11

2.2.2吸湿剂筛选 12

2.2.3吸湿剂/高吸水树脂复合后吸湿性能测试 12

2.2.4吸湿剂/聚丙烯酸钠复合后吸湿性能测试 13

2.2.5吸湿剂/纤维毡复合后吸湿性能测试 13

2.2.6浸渍法制备吸湿剂/纤维毡吸湿材料 14

第三章 结果和分析 15

3.1纤维耐热性能 15

3.2 吸湿剂筛选 15

3.3 吸湿剂/高吸水树脂复合后的吸湿性能 16

3.4吸湿剂/聚丙烯酸钠复合后的吸湿性能 17

3.5吸湿剂/纤维毡复合后的吸湿性能 20

3.6 吸湿剂/纤维毡复合吸湿材料的制备 21

第四章 结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1课题背景

在我国的南部以及东部沿海地区，气候十分潮湿，常年空气相对湿度在60以上。长期潮湿的环境不仅会导致墙体和家具腐败，而且还会增加电子设备的故障率，产生短路和漏电的危险，大大减少了家电的使用寿命。使用吸湿剂能够减少气候潮湿带来的危害，目前市场常用的吸湿剂主要有固体吸湿剂和液体吸湿剂。固体吸湿剂和液体吸湿剂多采用化学吸湿剂（无机盐类吸湿剂)如氯化钙和氯化锂。无机盐类吸湿剂具有吸湿速率快、吸湿量大的优势，但大多数无机盐类吸湿剂会随着吸湿量的增加而逐渐发生潮解，甚至形成溶液腐蚀设备，因此无法在电子设备中单独使用。其他无机吸湿剂如硅胶、分子筛等物理干燥剂不仅吸湿性能低，而且再生温度较高。有机吸湿剂虽然在吸湿后具有自支撑性再生温度较低，但该类吸湿材料吸湿速率普遍低于无机盐类吸湿材料，单独使用除湿效果一般。

针对这种问题，人们开发了固体除湿复合吸湿剂：以无机盐类作为主要吸湿试剂，以其他物理吸湿剂作为基体。这种体系将各种吸湿剂复合使用，取长补短，吸湿能力较强、再生温度较低、物理化学性能稳定，具有广阔的发展前景。本课题以粘胶、涤纶、丙纶、硅酸铝纤维或玻璃纤维毡为载体，以氯化钙、氯化镁等为高效吸湿剂，进行有机/无机复合吸湿材料的制备，研究吸湿后的性状，并对其除湿能力进行了测试。

1.2有机/无机复合材料吸湿剂研究进展

传统的以电能为驱动温湿度耦合处理的压缩式空调技术，不但能耗大而且会污染环境，不符合低碳环保的理念。普通的无机固体除湿剂不仅具有吸湿速率快、吸湿容量大的特点，而且能够利用太阳能或者其他低品位热能再生，能耗低、无污染，在人们的日常生活中得到广泛使用。但其会随着吸湿量的增加而逐渐膨胀、潮解，甚至溶液化腐蚀设备，因此不能再电子设备中单独使用。物理吸湿剂虽然物化性质稳定，廉价易得但是吸湿能力往往低于化学吸湿剂（无机盐类吸湿剂)，单独使用达不到较高的除湿要求。

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