熱療法已應(yīng)用于包括癌癥在內(nèi)的諸多疾病。開發(fā)具有熱療效果的口罩和鼻貼,不僅能緩解過敏性鼻炎的癥狀對其進(jìn)行輔助治療,而且還具有使用便捷的優(yōu)勢。相變材料作為一種能量儲存器,在發(fā)生相變時能吸收或釋放大量潛熱并維持幾乎恒定的溫度,將其應(yīng)用于熱療可以實現(xiàn)熱療溫度和時間的可控性。將固-液相變材料吸附于載體材料中所得到的復(fù)合相變材料因克服了液相泄漏問題而具有良好的應(yīng)用性。本論文致力于推進(jìn)復(fù)合相變材料在熱療領(lǐng)域中的應(yīng)用,利用復(fù)合相變材料的良好控溫功能來研制適用于鼻部加熱的便攜式熱療口罩和鼻貼,并對其控溫特性進(jìn)行研究,為實際應(yīng)用提供依據(jù)。選用相變溫度為48-50℃以及62-64℃的兩種醫(yī)用石蠟,先將其分別吸附到SEBS粉體中再進(jìn)行熱煉,制備得到了兩種相變溫度不同的石蠟/SEBS復(fù)合相變塊,然后將它們分別放入商用硅膠口罩的濾盒中,獲得了兩種熱療口罩。通過采用實驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了這兩個熱療口罩的放熱過程。結(jié)果表明,復(fù)合相變材料中石蠟的最佳吸附量為75 wt%左右,此時所得相變塊無液相泄漏并具有良好的熱可靠性;兩種相變塊的凝固相變溫度分別為52.96℃和59.70℃,凝固焓值分別為143.9 ... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微波治療儀（a）和水蒸氣熱療儀器（b）

每隔 30 分鐘攪拌一次，通過多次攪拌后得到混合均勻的石蠟/SEBS變材料；最后，將混合均勻的復(fù)合相變材料放入定制的模具中，通過平板硫化在 135 ℃的溫度下，硫化約 10 分鐘，并經(jīng)過多次排氣，得到直徑為 80 mm，5 mm 的圓柱形石蠟/SEBS 復(fù)合相變塊。根據(jù)所使用的相變材料及質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不別命名為 L-75、L-80、L-85、H-75、H-80、H-85 系列復(fù)合相變塊。 基于復(fù)合相變塊的熱療口罩制作及性能評價 熱療口罩的制作先，將認(rèn)定為形狀穩(wěn)定的相變塊按照一定的分布鉆取 37 個直徑為 3 mm 的孔圖 3-1（a）所示，以確保空氣能順利通過并將其加熱；然后，分別將開孔后的替換市場上常用硅膠面罩（3M HF-52）濾盒中原有的濾芯，制備得到具有加熱熱療口罩，如圖 3-1（b）所示。

如圖3-2a 所示。考慮到材料的對稱性和計算時長，選取了復(fù)合相變塊的四分之一用于數(shù)值模擬，減少了計算時間，如圖 3-2b 所示。同時，通過對網(wǎng)格獨(dú)立性分析，確定網(wǎng)格數(shù)量為 180000 時，計算模型在準(zhǔn)確性以及計算經(jīng)濟(jì)性上最具優(yōu)勢，因此最終計算模型采用總網(wǎng)格數(shù)為 180000 和時間步長為 3s，此時能量和連續(xù)性的收斂標(biāo)準(zhǔn)小于 10-7和 10-4，并在每個時間步驟進(jìn)行了驗證，符合數(shù)值模擬要求。圖 3-2 相變塊的 3D 模型圖（a）；用于數(shù)值模擬的四分之一相變塊網(wǎng)格圖（b）Fig. 3-2 The 3D model of phase change block (a) and a quarter of the phase change blockused for numerical simulation (b)3.4 結(jié)果與討論3.4.1 石蠟/SEBS 復(fù)合相變塊中石蠟最佳復(fù)合量的確定為了確定石蠟/SEBS 復(fù)合相變塊中石蠟的最佳吸附量，對含有 Paraffin-L 和Paraffin-H 兩種系列的相變塊進(jìn)行了泄漏測試，得到的結(jié)果如圖 3-3 所示。由圖可知


本文編號：3322736