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摘 要

在全球气温变暖，温室效应，热岛效应等环境问题的影响下，节能减排越来越受到重视，降温材料作为重要的节能减排方法，发展前景越来越广阔。本课题研究了一种聚合物基正面高太阳光反射、高红外发射及反向低红外发射的双层结构降温复合材料。

高太阳光反射层由高折光指数的介电陶瓷材料钛酸镁作为填料，填充于聚丙烯（PP）、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）和环烷烃油组成的基体材料中，借助钛酸镁的高反射性能制成复合材料的顶层；底层是将具有低发射率的铝粉填充于PP/SEBS/油的基体材料制备而成。通过开炼机分别制备双层材料，最后热压成最终样品。为了探究不同用量的铝粉对材料红外发射性能的影响，本课题拟制备铝粉含量为0、10、20、30、40及50质量份数的系列试样以探索其最佳组分配比。将钛酸镁反射顶层及最佳铝粉含量的低发射率底层复配制备更具优异降温效果的复合材料。

本课题通过扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见-近红外分光光度计（UVPC）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等设备对样品进行了表征分析，用来研究单层及双层复合材料的太阳光反射率、红外发射率、降温性能、微观结构及力学性能等。

由于疫情影响，我未能进入实验室进行一系列实验测试，所以本文主要探讨了可能出现的表征情况及原因分析，更加准确详细的数据图表等还是需要仪器进行测试。

关键词：钛酸镁 铝粉 降温 复合材料 PP/SEBS/油基体

Preparation and Properties of Polymer-based double-layer cooling Composites with High Solar reflection and low Infrared Emission

Abstract

Under the influence of global warming, greenhouse gffect, heat island effect and other environmental problems, energy saving and emission reduction has been paid more and more attention. As an important energy saving and emission reduction method, cooling materials have more and more broad prospects for development. In this paper, a kind of polymer-based double-layer structure cooling composite with high solar reflection, high infrared emission and reverse low infrared emission is studied.
The high solar reflective layer is filled with magnesium titanate as filler in the matrix material composed of polypropylene (PP), hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer (SEBS) and oil, and the top layer of the composite is made by virtue of the high reflectivity of magnesium titanate, and the bottom layer is prepared by filling aluminum powder with low emissivity into the matrix material of PP/SEBS/oil. The bilayer materials were prepared by the open mill and then hot-pressed into the final sample. In order to explore the effect of different amounts of aluminum powder on the infrared emission properties of materials, a series of samples containing 0, 10, 20, 30, 40 and 50 parts of aluminum powder were prepared to explore the best composition ratio. The reflection top layer of magnesium titanate and the low emissivity bottom layer with the best content of aluminum powder were reprepared to prepare composites with more excellent cooling effect.

In this paper, the samples were characterized and analyzed by scanning electron microscope ((SEM)), ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer ((UVPC)), Fourier transform infrared spectrometer ((FTIR)) testing machine, in order to study the solar reflectivity, infrared emissivity, cooling properties, microstructure and mechanical properties of monolayer and bilayer composites.
Due to the influence of the epidemic, I was unable to enter the laboratory for a series of experimental tests,so this paper mainly discusses the possible characterization and cause analysis, more accurate and detailed data charts still need to be tested by instruments.

Keywords: Magnesium titanate; Aluminum powder; Cooling; Compound material; PP/SEBS/ oil matrix

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 IV

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 文献综述 1

1.2.1 热反射型降温材料的机理和研究进展 2

1.2.2 热阻隔型降温材料的机理和研究进展 2

1.2.3 热辐射型降温材料的机理和研究进展 3

1.2.4 复合型降温材料的研究进展 3

1.2.5 实验基体材料和助剂 4

1.3 课题设计思路 5

第二章 实验方案 7

2.1 实验配方及样品制备 7

2.1.1 实验原料及配方设计 7

2.1.2 样品制备 7

2.2 拟设计表征分析方法 8

2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）： 8

2.2.2 紫外-可见-近红外分光光度计:（UVPC） 8

2.2.3 红外热成像： 9

2.2.4 傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）： 9

2.2.5 降温效果测试： 9

2.2.6 力学性能： 10

第三章 实验表征分析思路 11

3.1 SEM分析 11

3.2 UVPC分析 11

3.3 FTIR分析 11

3.4 降温效果测试 12

3.5 力学性能： 12

第四章 总结与展望 13

4.1总结 13

4.2展望 13

参考文献 15

致谢 17

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

太阳辐射，作为地球上绝大多数生物不可或缺的能量，无时无刻在各方面影响着我们的日常生活。据统计，中国有三分之二以上的地区一年中有超过2200小时的日照时间^[1]，给植被的生长、人们的生活提供了足够的能量保障。但是长时间的太阳辐射也会造成许多问题。最直观的是大量的太阳辐射导致人体感温度和墙体温度过高，严重影响了人们生活的舒适性，从而增加了如空调等高能耗降温设备的使用。

因为人们生活水平也越来越高，绝大多数人早已经不再只是追求物质上的满足，生活环境是否舒适已经越来越重要。近年来，温室效应、城市热岛效应等环境问题被越来越被人们重视，而高能耗的空调等降温设备的大规模使产生的能源损耗及大量温室气体的排放正是这些环境问题的根源所在，减少高能耗制冷降温设备的使用对提升人们的生活质量有着重要意义。为了实现节能减排的目标，可以从多方面入手，比如降低制冷设备的能耗，优化制冷材料等等。

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