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摘 要

在人类文明飞速发展的今天，能源危机成为我们不容忽视的问题，节能减排成为我们应尽的责任。但在许多国家和地区，人们在降温和保暖方面浪费了大量资源。因此，急需研发出新型的隔热降温材料，来减少能源浪费问题。多孔聚合物材料具有优秀的化学稳定性、低的导热系数和良好的机械性能，很适合作为新型的隔热降温材料。降温材料的使用可以有效的降低室温，减少压缩制冷设备的使用，减少温室气体的排放，达到节能减排的目的，对环保建筑的发展有很大的帮助。多孔聚合物有很多制备方法，常用的方法主要有基体发泡法、外部引入法、水辅助法、相分离法与化学刻蚀法等。

针对被动降温的需求，本课题研究的是一种具有太阳光反射性能与辐射性能的聚氯乙烯（PVC）多孔膜，利用化学刻蚀法制备PVC多孔膜。用扫描电子显微镜、接触角、红外热成像、太阳光反射率、热发射率与温度测试对不同孔径大小的多孔膜的结构与性能进行研究，重点研究其降温性能。

关键词：PVC 化学刻蚀法 聚合物多孔材料 隔热 降温

Study on the structure and properties of PVC porous functional membrane

Abstract

Today, with the development of human culture,The energy crisis has become a problem that we can not ignore,and energy conservation and emission reduction has become our responsibility.But in many countries,People waste a lot of resources on cooling and keeping warm.Therefore, need to develop new thermal insulation and cooling materials to reduce energy waste.Porous polymer materials have excellent stability,low thermal conductivity and fine mechanical properties,which are suitable for new insulation materials.The use of cooling materials can effectively reduce the ambient temperature,cut down the use of compression refrigeration equipment,lessen greenhouse gas emissions,achieve energy conservation and emission reduction,which is of great help to the development of environmental protection buildings.There are many preparation methods for porous polymer, such as matrix foaming, external introduction, water assisted, phase separation and chemical etching.

In order to meet the requirement of passive cooling, a kind of PVC porous membrane with solar reflection and radiation performance was studied in this paper. PVC porous membrane was prepared by chemical etching. Scanning electron microscope, contact angle, infrared thermal imaging, solar reflectance, thermal emissivity, and temperature tests were used to study the structure and performance of porous membranes with different pore sizes, focusing on the cooling performance.

Keywords: PVC; Chemical etching; Polymer porous materials; Heat Insulation; Cooling property

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2 多孔聚合物材料的定义与分类 1

1.3 多孔聚合物材料的制备方法 2

1.3.1 外部引入法 2

1.3.2 基体发泡法 3

1.3.3 水辅助法 3

1.3.4 相分离法 4

1.3.5 3D打印法 4

1.3.6 化学刻蚀法 5

1.4 多孔聚合物材料研究进展 6

1.5 多孔聚合物材料的隔热与降温性能 6

1.5.1 隔热性能 6

1.5.2 降温性能 7

1.6 多孔材料的应用 8

1.7 课题内容和方法 8

1.7.1 课题内容 8

1.7.2 课题工作方法 9

第二章 实验部分 10

2.1 实验原料 10

2.2 实验仪器 10

2.3 样品制备 11

2.3.1 PVC/CaCO₃复合薄膜制备 11

2.3.2 PVC多孔膜制备 12

2.4测试与表征 12

2.4.1 扫描电子显微分析 12

2.4.2 隔热性能 12

2.4.3 接触角 12

2.4.4 紫外-可见-近红外分光光度计测试 13

2.4.5 热发射率测试 13

2.4.6 实际降温性能 14

2.4.7 力学性能 14

第三章 结论 15

参考文献 16

致谢 19

第一章 绪论

1.1前言

能源浪费和环境污染问题近年来已成为全世界人民共同关注的话题。随着我国建筑行业的不断发展，如何减少日益增长的建筑业引起的能源消耗和温室气体排放的增加是一个值得研究的问题。在多个国家，能源消耗在建筑方面的比重是最大的，相较整体能源消耗的比重，约占全球能源消耗量的40%，而在这里建筑物内部的制冷与保暖又占了绝大部分的比重^[1,2]。传统的建筑材料的隔热性能有限，使用新型的隔热和降温材料可以帮助人们减少对建筑内空间温度的主动调节(如使用空调和供暖)，还可提高能源利用率，节约资源，减轻全球性的温室效应^[3]。在我国，节能建筑仅占新建建筑的3%，采用隔热降温材料的较少，而且建筑领域的环保和隔热材料方面是最有前途的，所以，迫切需要使用新型的隔热降温材料来代替，因此对这类材料进行研究非常有必要。

聚氯乙烯(PVC)已经有180年的使用历史,因为其独特的难燃性、耐酸碱性、良好的力学性能和稳定性，已经成为五大通用塑料之一^[28]，而且成本低廉很适合制成隔热降温材料来使用^[17]。PVC作为薄膜材料的使用较为广泛，在建筑类、日用制品类需求显著。有关PVC多孔膜材料的研究主要集中在制备条件，共混效果，性能和结构上，获得PVC多孔功能膜的方法在诸多方面有局限性，因此只有加大研发的力度，才能让我国的多孔膜材料质量有所突破，才能赶超国外先进水平。

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