基于石蜡/SEBS复合相变块的热疗口罩及鼻贴研究

发布时间：2021-08-05 00:53

　　热疗法已应用于包括癌症在内的诸多疾病。开发具有热疗效果的口罩和鼻贴,不仅能缓解过敏性鼻炎的症状对其进行辅助治疗,而且还具有使用便捷的优势。相变材料作为一种能量储存器,在发生相变时能吸收或释放大量潜热并维持几乎恒定的温度,将其应用于热疗可以实现热疗温度和时间的可控性。将固-液相变材料吸附于载体材料中所得到的复合相变材料因克服了液相泄漏问题而具有良好的应用性。本论文致力于推进复合相变材料在热疗领域中的应用,利用复合相变材料的良好控温功能来研制适用于鼻部加热的便携式热疗口罩和鼻贴,并对其控温特性进行研究,为实际应用提供依据。选用相变温度为48-50℃以及62-64℃的两种医用石蜡,先将其分别吸附到SEBS粉体中再进行热炼,制备得到了两种相变温度不同的石蜡/SEBS复合相变块,然后将它们分别放入商用硅胶口罩的滤盒中,获得了两种热疗口罩。通过采用实验研究和数值模拟相结合的方法,研究了这两个热疗口罩的放热过程。结果表明,复合相变材料中石蜡的最佳吸附量为75 wt%左右,此时所得相变块无液相泄漏并具有良好的热可靠性;两种相变块的凝固相变温度分别为52.96℃和59.70℃,凝固焓值分别为143.9 ... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微波治疗仪（a）和水蒸气热疗仪器（b）

每隔 30 分钟搅拌一次，通过多次搅拌后得到混合均匀的石蜡/SEBS变材料；最后，将混合均匀的复合相变材料放入定制的模具中，通过平板硫化在 135 ℃的温度下，硫化约 10 分钟，并经过多次排气，得到直径为 80 mm，5 mm 的圆柱形石蜡/SEBS 复合相变块。根据所使用的相变材料及质量分数的不别命名为 L-75、L-80、L-85、H-75、H-80、H-85 系列复合相变块。 基于复合相变块的热疗口罩制作及性能评价 热疗口罩的制作先，将认定为形状稳定的相变块按照一定的分布钻取 37 个直径为 3 mm 的孔图 3-1（a）所示，以确保空气能顺利通过并将其加热；然后，分别将开孔后的替换市场上常用硅胶面罩（3M HF-52）滤盒中原有的滤芯，制备得到具有加热热疗口罩，如图 3-1（b）所示。

如图3-2a 所示。考虑到材料的对称性和计算时长，选取了复合相变块的四分之一用于数值模拟，减少了计算时间，如图 3-2b 所示。同时，通过对网格独立性分析，确定网格数量为 180000 时，计算模型在准确性以及计算经济性上最具优势，因此最终计算模型采用总网格数为 180000 和时间步长为 3s，此时能量和连续性的收敛标准小于 10-7和 10-4，并在每个时间步骤进行了验证，符合数值模拟要求。图 3-2 相变块的 3D 模型图（a）；用于数值模拟的四分之一相变块网格图（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 结果与讨论3.4.1 石蜡/SEBS 复合相变块中石蜡最佳复合量的确定为了确定石蜡/SEBS 复合相变块中石蜡的最佳吸附量，对含有 Paraffin-L 和Paraffin-H 两种系列的相变块进行了泄漏测试，得到的结果如图 3-3 所示。由图可知


本文编号：3322736