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纳米复合相变蓄冷材料的制备及蓄冷特性分析

         
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摘要

针对生鲜冷链物流领域冷藏运输温度要求,该研究通过差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,DSC)对甘氨酸、山梨醇、甘露醇、氯化钾进行筛选,经优化后配置出主储能为0.6mol/L甘氨酸+0.1mol/L山梨醇(命名为TA2),以此体系为基液添加纳米二氧化钛和纳米氧化铝,并添加高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)对防泄漏现象进行优化,探究添加纳米粒子后复合相变蓄冷材料的相变潜热和热循环稳定性。将该复合材料应用于自制保温箱,以水晶梨为试验对象进行了蓄冷箱保冷特性试验,对比蓄冷保温箱载货与空载情况下箱内各点的温度变化,综合考虑蓄冷保温箱内蓄冷剂侧面布置和顶层布置加侧面布置这两种摆放方式对保冷性能的影响。结果显示,添加质量分数为0.5%的纳米二氧化钛粒子可使基液的导热系数达到最大值,经优化的最终材料为TA2+0.5%TiO2+0.25%SAP,相变潜热为294.57 J/g,Onset温度为-5.8℃,经过200次循环试验,复合材料热性能稳定。蓄冷剂以侧布加顶布的摆放方式下的大部分箱内空间可在0~5℃保持480 min,温度场更均匀,利于保持生鲜产品新鲜度。研究结果可为相变材料在生鲜冷链物流中的研制及应用提供参考。

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