海泡石礦物材料的顯微結構與自調濕性能研究.pdf

1、本文針對目前國內外自調濕功能材料中存在的吸放濕量小、速度慢、工藝復雜和理論研究少等問題，采取酸活化和熱活化法，制備性能較好的海泡石自調濕功能材料，優(yōu)化制備工藝，研究海泡石自調濕礦物材料顯微結構與自調濕性能關系和海泡石自調濕理論。通過對海泡石原料、酸的種類、酸濃度、酸活化時間、酸活化溫度、海泡石與酸的質量固液比、熱活化溫度、熱活化時間、烘干方式的優(yōu)化，制備的海泡石自調濕功能材料最大吸濕量可達0.7400g/g，最大放濕量可達0.6886g

2、/g；前5小時吸濕速度最快可達0.0264g/(g·h)，前30小時放濕速度最快可達0.0132g/(g·h)。 研究了酸活化、熱活化對海泡石的作用機理及對其顯微結構的影響。實驗證明，酸活化能明顯提高海泡石的比表面積和孔容積，其主要作用是增加了海泡石中微孔和中孔的數量；150℃以上熱活化會降低海泡石的比表面積和孔容積，熱處理溫度越高，比表面積和孔容積越小，熱活化對海泡石的影響作用主要發(fā)生在微孔區(qū)域。全面測試了海泡石自調濕功能材料

3、的調濕性能，結果表明：其最佳調濕區(qū)為74％～98％RH，在此范圍內材料具有濕容量高，等溫吸放濕曲線陡和吸放濕回線小的特點，等溫吸放濕曲線最接近調濕材料理想等溫吸放濕曲線。對海泡石礦物材料顯微結構與自調濕性能關系的研究表明：影響其調濕性能的主要因素是微觀形貌、比表面積、孔容積和孔徑分布。海泡石纖維的變細、短化能提高放濕性能，但對吸濕性能沒有明顯作用。在低相對濕度(＜43％)下，比表面積是決定調濕性能的主要因素。在中高相對濕度(43％～98

4、％)時，孔容積是決定調濕性能的主要因素。其中，在最適宜人類生活工作的中等相對濕度(43％～74％)下，調濕性能由35.8～86.0A孔徑范圍內的孔徑分布決定。 海泡石的調濕機理為：在低相對濕度下，調濕作用機理是單、多層分子吸附，比表面積決定調濕性能。在中高相對濕度下，調濕作用主要是依靠毛細凝聚作用，調濕性能由孔容積決定。在中等相對濕度時，調濕性能由其對應孔徑范圍內的孔徑分布決定；孔道為一端封閉的圓筒形，并在與該濕度范圍相對應的孔