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《南京航空航天大学》 2015年
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真空绝热板表面耐磨抗穿刺TPU涂层的制备与性能研究

王璐  
【摘要】:真空绝热板是一种热导率极低的超级绝热材料,但是由于其阻隔膜的耐磨、抗穿刺性能差,难以被大范围应用,因此本文提出了在真空绝热板阻隔膜表面制备TPU涂层来提高其整体耐磨、抗穿刺性能的设想。依据复合辊的温度、压力和涂层厚度三个主要工艺参数设计TPU涂层干法复合工艺的正交实验并进行相关性能的测试,分析发现TPU复合膜的耐磨、抗穿刺等性能均在AF阻隔膜的基础上有明显提高;采用极差法分析得到TPU涂层正交试样的耐磨性能、抗穿刺性能及TPU真空绝热板的隔热性能随工艺参数的变化规律。在此基础上,对TPU真空绝热板试样进行系列老化试验,观察材料在老化过程中的宏观和微观变化,对其热导率进行动态测试,结果表明其耐高低温老化和耐揉搓老化的性能均明显优于原真空绝热板。本文还分析了真空绝热板的老化机理,利用寿命评价公式预测出现有真空绝热板的使用寿命约为60年而TPU真空绝热板的使用寿命可长达120年,其耐久性能远远优于现有的真空绝热板。利用MATLAB神经网络建立模型,得出最小的涂层质量损耗是897.639μg/cm2,对应复合辊压力520k Pa、温度130℃,涂层厚度84μm;最大的涂层抗穿刺强度是12.62MPa,对应复合辊压力540k Pa、温度125℃,涂层厚度163μm;最小的TPU真空绝热板热导率是1.91m W/(m·K),对应复合辊压力400k Pa、温度135℃,TPU涂层厚度42μm。在此基础上结合多目标优化方法,找到满足涂层综合性能最优时对应的复合辊压力为473k Pa、温度为130℃,涂层厚度为67μm,此时最小的涂层质量损耗是963.259μg/cm2,最大的涂层抗穿刺强度是12.05MPa,最小的TPU真空绝热板热导率是1.92m W/(m·K)。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB306

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