石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料传热特性研究及仿真

作     者：区炳显 王承康 闫俊霞 潘嘹 卢立新 孙凌志 韩鹏举 OU Bing-xian;WANG Cheng-kang;YAN Jun-xia;PAN Liao;LU Li-xin;SUN Ling-zhi;HAN Peng-ju

作者机构：江苏省特种设备安全监督检验研究院国家石墨烯产品质量监督检验中心(江苏)江苏无锡214174 江南大学江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 中原工学院郑州450007 

基　　金：江苏省特检院科研项目(KJ(Y)2017018) 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2021年第42卷第11期

页      码：87-95页

摘      要：目的提升无源冷链物流中保温容器的保温性能,减少或取消短途冷链运输中蓄冷剂的使用量。方法将石墨烯改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料共混,制备石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料,研究石墨烯的添加对其导热系数和保温性能的影响,并基于COMSOL Multiphysics对石墨烯改性相变大胶囊和石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料的传热过程进行有限元模拟。结果在常温状态下,石墨烯的添加会增加石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料的导热系数;在冷藏工况下,石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料的导热系数随石墨烯添加量的增加而降低,石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料制备的保温容器的系统热阻随石墨烯的增加而升高。通过有限元模拟可发现,石墨烯的加入能够提升相变大胶囊的导热系数,同时能够减缓升温平台阶段的升温速率;在跨越平台区后,即内部相变大胶囊完全融化后,石墨烯会提升保温材料的导热系数,从而降低保温容器的保温效果。结论制备的石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料能够在设计使用时间内提升保温容器的保温性能,该材料在需要冷藏的生鲜果蔬短途无源冷链物流领域具有广阔的应用前景。

主 题 词：石墨烯 相变大胶囊 发泡聚氨酯 控温包装 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.11.013

馆 藏 号：203103458...