摘 要

与聚乙烯（PE）相比，乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）树脂中加入了醋酸乙烯酯（VA），所以具有了更好的柔性、耐低温性和透明性。

辐射降温是把材料在白天吸收的热量以热辐射的形式在红外波段发射到外太空中，从而起到降温的效果。辐射型降温材料可以自发地将室内积累的热量向外辐射，这是其他降温材料所不具备的，因此其降温效率相对更高。

本实验将在EVA中加入工业烧结碳化硅（SiC），烧结的SiC表面会形成二氧化硅（SiO₂），声子增强Fröhlich共振的微球效应増强了其在“大气窗口”（8-13 μm）波段的发射率，达到辐射降温的效果。实验最初通过X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对SiC粉末进行表征；之后使用硅烷偶联剂KH845-4对烧结碳化硅进行疏水改性，并通过傅里叶红外光谱（FTIR）和两相溶剂分散实验对粉体改性效果进行表征；然后在EVA中加入不同份数的改性碳化硅，通过熔融共混的方法制备EVA/SiC复合材料；最后通过拉伸、撕裂试验测定共混物的力学性能，通过紫外-可见-近红外分光光度计（UVPC）测定共混物的发射率。

实验结果表明，EVA/SiC的最佳配比是SiC加入3.0 phr时，EVA/SiC复合材料在“大气窗口”波段的辐射率可达到0.85。

关键词： 乙烯-醋酸乙烯酯（EVA） 碳化硅（SiC） 熔融共混 辐射降温

Preparation and Research of EVA based radiation cooling film

Abstract

Ethylene-vinyl acetate (EVA) resins have better flexibility, lower temperature resistance, and transparency than polyethylene (PE) due to the addition of vinyl acetate (VA).

Radiation cooling is the emission of heat absorbed by materials into outer space in the form of thermal radiation in the infrared band during the day, so as to have the effect of cooling. Radiant cooling materials can spontaneously radiate heat accumulated in the room to the outside, which is not available in other cooling materials, so their cooling efficiency is relatively higher.

In this experiment, silicon dioxide (SiO₂) will be formed in EVA on the surface of SiC sintered by industrial sintered silicon carbide (SiC). The microsphere effect of phonon enhanced Fr ö hlich resonance increases its emissivity in the band of "atmospheric window" (8-13 μm). To achieve the effect of radiation cooling. The SiC powder was initially characterized by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Then the sintered silicon carbide was hydrophobic modified by silane coupling agent KH845-4, and the modification effect of sintered silicon carbide was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and two-phase solvent dispersion test. Then different parts of modified silicon carbide were added to EVA to prepare EVA/SiC composites by melt blending. Finally, the mechanical properties of the blends were measured by tensile and tear tests, and the emissivity of the blends was measured by UV-vis-NIR spectrophotometer (UVPC).

The results of the experiment show that when the best ratio of EVA/SiC is 3.0 phr of SiC, the emissivity of EVA/SiC composites in the "atmospheric window" band can reach 0.85.

Keywords: Ethylene-Vinyl Acetate (EVA); silicon carbide (SiC); melt-blending;radiation cooling

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2国内外研究进展 2

1.3理论部分 3

1.3.1EVA简介 3

1.3.2烧结SiC简介 3

1.3.3硅烷偶联剂简介 4

1.3.4硬脂酸锌简介 4

1.4本课题工作内容与方法 5

第二章 实验部分 6

2.1实验原材料 6

2.2实验仪器设备 6

2.3实验配方 6

2.4样品制备 7

2.4.1SiC粉体疏水改性 7

2.4.2EVA/SiC复合材料制备 7

2.5表征及性能测试 8

2.5.1 X射线衍射分析（XRD） 8

2.5.2扫描电子显微镜分析（SEM） 8

2.5.3傅里叶变换红外光谱分析（FTIR） 8

2.5.4两相溶剂分散测试 8

2.5.5力学性能测试 8

2.5.6紫外-可见-近红外分光光度计（UVPC） 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 SiC粉体表征 10

3.2 SiC粉体改性效果表征 11

3.3 EVA/SiC的力学性能分析 13

3.4 EVA/SiC复合材料FTIR分析 14

3.5 EVA/SiC复合材料发射率分析 15

3.6 EVA/SiC复合材料UVPC分析 16

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1课题背景

随着城市化的不断进行，就会出现城市中心比城市外围或郊区温度高很多的现象。气象学上形象地将这种高温的城市中心称为城市热岛效应。

城市中心温度过高造成了许多问题。首先，城市中心温度过高，大幅增加了用于降温的能量消耗，增加了用电高峰期的用电峰值，其次，城市中心温度过高，加剧了城市污染问题，并会影响居民健康 ^[1]。

在解决城市热岛效应的众多方法中，降温材料是一种有效的途径。地球接受的太阳光辐射主要集中在0.3-2.5 μm，通常将其分为三个区域：紫外光区为0.3-0.4 μm，占整个波段5%的能量；可见光区为0.4-0.72 μm，占整个波段45%的能量；近红外区为0.72-2.5 μm，占整个波段50%的能量^[2]。使用具有高太阳光反射和高发射率的降温材料，可以大大减少建筑物对太阳光的吸收，同时能够促进建筑物释放吸收的热量，从而可以有效地缓解城市热岛效应 。因此降温材料被认为是缓解城市热岛效应强有力的技术之一。降温材料近年来越发受到重视，并已经被应用到城市建筑上。降温材料的应用在降低地表和环境温度上有很高的潜力^[3]。

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