Полиэтиленовая пленка теплопроводность: Теплопроводность полиэтилена | Полиэтилен теплопроводность

Покрытия — пленка, стекло, пластик?..

Когда говорят о теплицах, то чаще всего представляют себе в качестве покрытий стекло, хотя в настоящее время в Европе стекло вряд ли можно назвать самым популярным материалом. Для покрытий подойдет любой прозрачный материал — стекло или пластик, — который будет пропускать как можно больше света и удерживать тепло. Теплица должна улавливать свет. Солнечный свет и тепло достигают поверхности земли в виде коротковолнового излучения. Различают прямое излучение (например, в безоблачный день), а также диффузное излучение, на наших широтах в теплицах наиболее частое. Причинами диффузного излучения могут быть, например, облака, атмосферные помехи, а также загрязненность атмосферы. К этому добавляются отраженные лучи, которые «отбрасываются» от предметов. В теплицах солнечное излучение используется даже дважды: во-первых, для накапливания тепла, во-вторых — для фотосинтеза, то есть для создания в растениях органических веществ.

Использование парникового эффекта для удержания тепла

Когда солнечное излучение — прямое, диффузное или отраженное — проходит сквозь прозрачные материалы — это процесс коротковолнового излучения. Предметами внутри теплицы коротковолновые лучи абсорбируются и отражаются, а затем передаются как длинноволновое тепловое излучение. Стекло, акриловые или поликарбонатные покрытия препятствуют выходу этого вновь образованного излучения. В результате в теплице повышается температура. Пленка, напротив, пропускает часть тепловых лучей наружу.

Парниковый или тепличный эффект каждый из нас испытывал на себе, например, оставляя на солнце автомобиль, после чего внутри машины температура сильно повышается именно потому, что тепло не имеет выхода наружу. Чтобы использовать тепло, которое появляется в результате парникового эффекта, нужно знать, как распределяется температура внутри теплицы. Сначала тепло всегда, независимо от того, в каком направлении оно распространяется, стремится к наиболее холодному месту. Это называют теплопроводностью. О теплопроводности дерева, стали и алюминия мы уже писали. Однако не менее важно учитывать теплопроводность стен, почвы или фундамента. Кроме того следует принимать во внимание конвекцию воздуха.

Теплопроводность предмета обозначается величиной К (коэффициентом Фикентшера). Чем ниже величина К, тем лучше его изолирующие свойства.

Конвекция воздуха и теплопроводность материалов опосредованным образом определяют и выбор места (например, с учетом проблемы с ветром). Теплый воздух поднимается, холодный — опускается. На конвекцию и теплопроводность негативно влияет скорость ветра. Чем больше разница между внешней и внутренней температурой, тем больше тепла проникает наружу через поверхность теплицы. Величина К остекления сказывается на затратах на обогрев теплицы. Относительно сохранения тепла в теплицах следует коснуться еще одного понятия: теплового излучения. Это волны, которые передаются непосредственно от одного тела другому. При этом можно использовать тепло, накапливающееся в твердых телах, например в емкости с водой, стенах и облицовке полов.

Темные предметы поглощают больше тепла, чем светлые, так как они не отражают солнечные лучи, а передают их, например ночью, окружающей среде.

Исходя из вышеизложенного, рассмотрим некоторые материалы в качестве покрытия теплиц.

Пленка

Помните, что любая пленка загрязняет окружающую среду, даже если она используется в течение трех или пяти лет! Промышленным теплицам не обойтись без пленок, хотя бы из-за их дешевизны, однако садоводы-любители используют их не так часто: для защиты растений от морозов и вредных насекомых или для более раннего получения урожая. Прежде чем использовать пленку для теплицы, подумайте, так ли это необходимо. Для маленьких теплиц или парников предлагается чаще всего два вида пленок:

Полиэтиленовая пленка — дешевая, но недостаточно прочная и долговечная, для защиты от ультрафиолетового излучения проводят специальную стабилизирующую обработку. В саду лучше пользоваться только стабилизированной пленкой, другие виды пленок быстро рвутся, на свету — уже через несколько недель. Прочность пленок, используемых для парников или теплиц, повышается за счет волокон в виде сетки, вплетенных в материал пленки. Поэтому такие пленки называются сетками. В продаже имеются даже сетки, которые дополнительно оклеены пленкой, образуя воздушную подушку.

Однако все эти усовершенствования снижают способность пленки пропускать свет. Полиэтиленовые пленки пропускают ультрафиолетовые лучи, но в недостаточной степени, если пленки стабилизированы ультрафиолетовыми лучами. К сожалению, пленки пропускают наружу и тепло. Исключением являются полиэтиленовые пленки, содержащие добавки и в результате не пропускающие длинноволновые лучи. Полиэтиленовые пленки не создают проблем как в уходе, так и относительно внешней среды. Этого нельзя сказать о более прочной поливиниловой пленке. Хотя поливиниловая пленка не пропукает ультрафиолетовых лучей, она препятствует и прохождению тепловых лучей. На определенные овощные культуры это влияет положительно и ведет к их росту. Однако переработать отходы этой пленки очень сложно. Это нужно учитывать тем, кого беспокоит состояние окружающей среды. Покупая пленку, обязательно следует удостовериться в ее прочности. В настоящее время многи производители дают гарантии пленке на три года и более.

Стекло

Если вы хотите, чтобы ваша теплица пропускала от 89 до 92% света, то вряд ли вам удастся найти альтернативу стеклу. Для строительства теплиц используются такие сорта стекла, как полированное (светлое, гладкое) и светопрозрачное. При этом полированное стекло ровное и гладкое с обеих сторон, а светопрозрачное стекло с одной стороны «хрящеобразное» («хрящеобразную» сторону светопрозрачного стекла укладывают внутрь!). За счет такой поверхности свет внутри теплицы лучше рассеивается. Однако исследования Ганноверского института показали, что разница между рассеиванием света через полированное и светопрозрачное стекло минимальна.

Стеклянные пластины поставляются стандартных размеров. Стекло лучше вставлять большими пластинами. Стекло толщиной менее 3 мм из соображений безопасности тоже лучше не использовать. Стекло толщиной от 4 мм обеспечивает безопасность и необходимую равномерную изоляцию. Как дополнительную защиту от морозов можно вставить пленку с «пупырышками». Однако следует учесть, что такая пленка легко пачкается и не практична для регионов с длительными морозными периодами. Для лучшей теплоизоляции следует воспользоваться двойным остекленением: устанавливаются двойные рамы, стекла в которых отделяются друг от друга промежуточными опорными брусками. Нужно предусмотреть возможность вынимать внутреннее стекло для очистки. В настоящее время обычно применяются сварные или клеевые, иногда для лучшей изоляции наполненные углекислым газом стекла, которые не загрязняются изнутри. Хотя светопроницаемость стекол от этого значительно ухудшается, теплоизоляция сравнима с двойным остеклением (толщиной 16мм).

Изолирующее стекло зачастую используется для боковых стенок теплиц, при этом из теплицы можно наблюдать сад или из сада видеть растения в теплице. Для крыш использование такого стекла чаще всего невозможно из-за статических причин.

Двойные гофрированные стекла

Постепенно этот материал стал самым популярным для тех, кто строит качественные теплицы.

К сожалению, под этим наименованием предлагается множество продукции самого разного качества. Толщина стекол колеблется между 4 и 32 мм. Наряду с двойными стеклами иногда предлагают тройные. Качество двойных или тройных стекол различается в зависимости от производителей, различны также ширина пластин, форма гофрировки и толщина стекла. Стоимость стекла тоже различна. Для всех стекол существуют свои инструкции по монтажу, которые обязательно следует учитывать, иначе вы лишаетесь гарантии качества.

Двойные гофрированные пластины нужно тщательно загерметизировать, чтобы внизу скапливался конденсат. Тщательная обработка пластин в дальнейшем гарантирует их чистоту.

При монтаже сторона с противохолодовым покрытием укладывается вниз. Защитную пленку удаляйте в самый последний момент. Силикон может повредить двойным гофрированным пластинам, поэтому обязательно придерживайтесь указаний фирм-производителей! Обязательно загерметизируйте детали конструкции.

Большинство производителей предлагают в основном два вида стекла: поликарбонатное и акриловое стекло, первое известно также под названием оргстекла, а второе — плексигласа. В зависимости от толщины пластины различаются и изолирующие свойства стекла. Оба вида пластин прозрачные и поэтому хорошо подходят для разведения растений.

С помощью двойного гофрированного стекла можно сэкономить до 40% энергии, а с помощью тройного стекла — даже 50%.

Для герметизации в продаже имеются специальные планки или клеевые биндеры. Не загерметизированные пластины загрязняются и зарастают водорослями. Для изоляции используются герметизаторы только определенного вида (резиновые или пластиковые) или замазки. Теперь рассмотрим различия между этими материалами. Поликарбонад — более растяжимый, мягкий ударостойкий, почти небьющийся и более подходящий для больших пролетов и изгибов материал. Однако он пропускает только часть ультрафиолетовых лучей. Степень светопрозрачности (при толщине 16 мм) составляет 77%. Акрил — более хрупкий материал, причем его прочность уменьшается при понижении температуры и под воздействием града. Однако ультрафиолетовые лучи в важном для растений диапазоне проникают сквозь этот пластик беспрепятственно. Светопроницаемость (при толщине 16 мм) составляет 86%. Пластины предлагаются различной ширины и толщины. При покупке следует учитывать размер пролетов. Пластина толщиной 6 мм под сильным напором ветра прогибается, если пролет больше 50 см. Если такая пластина удерживается только скобами, сильный ветер без труда может повредить теплицу. При наличии пластин толщиной 16 мм пролет может достигать одного метра. В этом случае пластины следует закрепить с помощью резиновых или пластиковых герметизаторов по всей длине.

Благодаря профилям с пенонаполнителем можно обеспечить хорошую теплоизоляцию.

При наличии специальных австрийских акриловых пластин толщиной 20 мм можно вообще отказаться от переплетов: они монтируются по принципу паз-шип и в результате обретают необходимую устойчивость.

Полиэтиленовая упаковка: характеристики, разновидности | блог Packresource

Полиэтиленовая упаковка появилась в 1957 году, когда был произведен первый пакет для фасовки хлеба, фруктов и овощей. И сегодня для большинства людей она в первую очередь ассоциируется с обычным одноразовым пакетом-майкой из супермаркета для переноски продуктов. Однако, область применения упаковки из этого материала гораздо шире. Полиэтилен совершенствуется, в том числе благодаря использованию специальных добавок, улучшаются характеристики и состав, в связи с чем появляется больше возможностей для его использования. В статье расскажем какая бывает полиэтиленовая упаковка.

Характеристики полиэтиленовой упаковки

Популярность полиэтилена, используемого для упаковки, связана не только с его дешевизной, хотя это важный фактор, но и с характеристиками материала. Они такие:

• Плотность. Изменяется от 916 до 982 кг/м3, главное преимущество ─ показатели практически не меняются при изменениях температуры. Чем выше значение плотности, тем больший вес выдерживают пакеты.
• Теплопроводность. Показатель зависит от плотности, чем она выше, тем больше теплопроводность, она изменяется от 0,25Вт/м*град до 1,18 Вт/м*град.
• Цвет. Пленка выпускается в разных цветах ─ в прозрачном, белом, сером, черном. Выбор зависит от области применения, например, в парниках используют прозрачную пленку, а для захоронения отходов ─ черные мешки.
• Толщина. Изменяется от 60 до 200 мкм. От толщины зависит сопротивление паропроницанию, чем она выше, тем больше сопротивляемость и тем ниже прозрачность. Тонкая пленка в упаковке выдерживает меньший вес.
• Сорт. Бывает первого и второго сорта. Второсортная пленка ─ это продукт переработки, она дешевле, имеет меньшую прозрачность.

Виды упаковки из полиэтилена

Как мы уже говорили, в повседневной жизни используется не только пакеты, есть и другие виды полиэтиленовых упаковок:

• Стрейч пленка.
• Пищевая.
• Термоусадочная пленка.
• Техническая пленка.

Теперь подробней о каждом виде.

Стрейч-пленка ─ тонкий прозрачный материал, способный растягиваться. Используется для обмотки товара и фиксации его на поддонах. Выпускается в рулонах, используется для автоматической обмотки предметов на оборудовании, к примеру, сумок в аэропорту и для ручного использования. Стрейч-пленка отличается прозрачностью, может удлиняться в поперечном и продольном направлении, обладает высокой стойкостью к проколам и разрывам.

Пищевая пленка идентична по свойствам со стрейч-пленкой, однако отличается отсутствием вредных веществ и полностью безвредна для человека. Ее главное назначение ─ защита продуктов от воздействия окружающей среды.

Термоусадочная пленка считается разновидностью первых двух типов. Выпускается в рулонах разного размера, отличается прозрачностью. Главная особенность ─ принимает форму любого предмета при нагреве. Не меняет свойств при температуре от -30°C до +50°C, хорошо противостоит механическим повреждениям, защищая товар от сколов и царапин.

Техническая пленка предназначена для упаковки промышленных товаров, когда не важен внешний вид упаковки. Выпускается в рулонах, которые упаковывается в рукава, запаянные с двух сторон. Производится из вторсырья, поэтому имеет низкую стоимость и непрозрачный внешний вид. Упаковка из такой пленки плохо рвется, хорошо противостоит влаге, не нагревается под воздействием солнца, держит форму.

Полиэтиленовые пакеты

Полиэтиленовые пакеты производятся в виде пакетов-маек, а также пакетов с петлевой и вырезной ручкой. Первые знакомы каждому из нас, именно пакеты-майки выдают на кассе супермаркетов. Преимущества такой упаковки ─ малый вес, низкая цена, достаточная прочность, возможность размещения рекламы.

Тара с петлевой ручкой ─ это прямоугольный пакет с прикрепленной ручкой. Он более дорогой по цене, но отличается повышенной плотностью, хорошей вместимостью, отлично держит форму. Это идеальный вариант для нанесения рекламы.

Пакет с врезной ручкой представляет прямоугольник с вырезанным отверстием. Внутри вырез дополнительно упрочняется, впрочем, и сама тара изготавливается из более прочного полиэтилена высокого давления. Они самые дорогие по цене, выдерживают большой вес.

Предприятие «Пакресурс» имеет собственное производство по изготовлению упаковки из полиэтилена и других материалов. Наши преимущества ─ оптовые цены, хорошее качество, оперативное формирование заказа, доставка по Москве и в регионы. Обращайтесь!

Новые полимерные пленки проводят тепло, а не удерживают его | MIT News

Полимеры обычно используются для теплоизоляции. Подумайте о силиконовой прихватке или кофейной чашке из пенопласта, которые изготовлены из полимерных материалов, которые отлично удерживают тепло.

Теперь инженеры Массачусетского технологического института изменили представление о стандартном полимерном изоляторе, изготовив тонкие полимерные пленки, которые проводят тепло — способность, обычно присущая металлам. В ходе экспериментов они обнаружили, что пленки, которые тоньше полиэтиленовой пленки, лучше проводят тепло, чем керамика и многие металлы, включая сталь.

Результаты группы, опубликованные в журнале Nature Communications , могут стимулировать разработку полимерных изоляторов в качестве легких, гибких и устойчивых к коррозии альтернатив традиционным металлическим теплопроводникам для применения в самых разных областях: от теплорассеивающих материалов в ноутбуках и мобильных телефонах до к охлаждающим элементам в автомобилях и холодильниках.

«Мы думаем, что этот результат — шаг к стимулированию области», — говорит Ган Чен, профессор энергетики Массачусетского технологического института и старший соавтор статьи. «Наше более широкое видение состоит в том, что эти свойства полимеров могут создать новые области применения и, возможно, новые отрасли, и могут заменить металлы в качестве теплообменников».

Соавторами Чена являются ведущий автор Янфей Сюй, а также Даниэль Кремер, Бай Сонг, Цзявэй Чжоу, Джеймс Лумис, Цзяньцзянь Ван, Мингда Ли, Хади Гасеми, Сяопэн Хуан и Сяобо Ли из Массачусетского технологического института, а также Чжан Цзян из Argonne National. Лаборатория.

В 2010 году команда сообщила об успехе в производстве тонких волокон из полиэтилена, теплопроводность которых в 300 раз выше, чем у обычного полиэтилена, и примерно такая же проводимость, как у большинства металлов. Их результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology 9.0008, привлек внимание различных отраслей, в том числе производителей теплообменников, компьютерных процессоров и даже гоночных автомобилей.

Вскоре стало ясно, что для того, чтобы полимерные проводники могли работать в любом из этих применений, материалы должны быть увеличены от сверхтонких волокон (одно волокно измеряется в одну сотую диаметра человеческого волоса) до более управляемые фильмы.

«В то время мы говорили, что вместо одного волокна мы можем попытаться сделать лист», — говорит Чен. «Оказывается, это был очень трудный процесс».

Исследователям нужно было не только придумать способ изготовления теплопроводных листов полимера, но и создать специальное устройство для проверки теплопроводности материала, а также разработать компьютерные коды для анализа изображений микроскопические структуры материала.

В конце концов, команда смогла изготовить тонкие пленки проводящего полимера, начав с коммерческого порошка полиэтилена. Обычно микроскопическая структура полиэтилена и большинства полимеров напоминает спагетти-подобный клубок молекулярных цепочек. Тепло с трудом проходит через этот беспорядочный беспорядок, что объясняет внутренние изоляционные свойства полимера.

Сюй и ее коллеги искали способы распутать молекулярные узлы полиэтилена, чтобы сформировать параллельные цепи, по которым лучше проводится тепло. Для этого они растворяли порошок полиэтилена в растворе, который заставлял скрученные цепи расширяться и распутываться. Специально созданная проточная система дополнительно распутывала молекулярные цепи и выплескивала раствор на пластину, охлаждаемую жидким азотом, с образованием толстой пленки, которую затем помещали на машину для вытягивания с рулона на рулон, которая нагревала и растягивала пленку. пока он не стал тоньше полиэтиленовой пленки.

Затем команда построила аппарат для проверки теплопроводности пленки. В то время как большинство полимеров проводят тепло примерно от 0,1 до 0,5 ватт на метр на кельвин, Сюй обнаружил, что новая полиэтиленовая пленка измеряет около 60 ватт на метр на кельвин. (Алмаз, лучший теплопроводный материал, имеет теплопроводность около 2000 Вт на метр на кельвин, в то время как у керамики около 30, а у стали около 15.) Как оказалось, пленка команды на два порядка более теплопроводна. чем большинство полимеров, а также более проводящий, чем сталь и керамика.

Чтобы понять, почему эти инженерные полиэтиленовые пленки обладают такой необычайно высокой теплопроводностью, команда провела эксперименты по рассеянию рентгеновских лучей на усовершенствованном источнике фотонов (APS) Министерства энергетики США в Аргоннской национальной лаборатории.

«Эти эксперименты на одном из самых ярких в мире синхротронных рентгеновских установок позволяют нам увидеть наноскопические детали в отдельных волокнах, составляющих натянутую пленку», — говорит Цзян.

Изучая ультратонкие пленки, исследователи заметили, что пленки, обладающие лучшей теплопроводностью, состоят из нановолокон с менее беспорядочно свернутыми цепями по сравнению с пленками из обычных полимеров, которые напоминают запутанные спагетти. Их наблюдения могут помочь исследователям разработать полимерные микроструктуры для эффективного проведения тепла.

«В конце концов эта работа мечты сбылась, — говорит Сюй.

Двигаясь вперед, исследователи ищут способы сделать полимерные теплопроводники еще лучше, регулируя процесс изготовления и экспериментируя с различными типами полимеров.

Чжоу отмечает, что полиэтиленовая пленка команды проводит тепло только по длине волокон, из которых состоит пленка. Такой однонаправленный теплопроводник может быть полезен для отвода тепла в заданном направлении внутри таких устройств, как ноутбуки и другая электроника. Но в идеале, по его словам, пленка должна более эффективно рассеивать тепло в любом направлении.

«Если у нас есть изотропный полимер с хорошей теплопроводностью, то мы можем легко смешать этот материал в композит и потенциально можем заменить многие проводящие материалы», — говорит Чжоу. «Поэтому мы стремимся улучшить теплопроводность во всех трех измерениях».

Это исследование было частично поддержано Производственной программой EERE Министерства энергетики США, Центром Дефанда Массачусетского технологического института и программами Министерства энергетики по основам энергетики.

Полимерные цепи с высокой теплопроводностью и реакционноспособными группами: шаг к реальному применению

Выпуск 6, 2020 г.

Из журнала:

Развитие материалов

Полимерные цепи с высокой теплопроводностью и реакционноспособными группами: шаг к реальному применению†

Анци
Чен, ‡ ^аб

Яньян
Ву,‡ ^абв

Шаоксин
Чжоу, ^д

Вэньсюэ
Сюй, ^и

Вэньлун
Цзян, ^б

Ты
лв, ^б

Вэй
Го, ^аб

Кею
Чи, ^ф

Ци
Вс, ^ф

Тинтинг
Фу, ^аб

Тинтинг
Се, ^и

Юань
Чжу * ^абг
и

Синь-ган
Лян ^и

Принадлежности автора

*

Соответствующие авторы

^и

Школа микроэлектроники Южного университета науки и технологии, Шэньчжэнь 518055, Гуандун, Китай

Электронная почта:
zhuy3@sustech. edu.cn

^б

Школа инноваций и предпринимательства, Южный университет науки и технологий, Шэньчжэнь 518055, Гуандун, Китай

^с

Школа материаловедения и инженерии, Национальный институт перспективных материалов, Нанкайский университет, Тяньцзинь 300071, Китай

^д

Инженерный колледж, Университет Яньтай Наньшань, Яньтай 265713, Шаньдун, Китай

^и

Школа аэрокосмической техники, Университет Цинхуа, Пекин 100084, Китай

^ф

Фошанский (южный) научно-исследовательский институт новых материалов, Фошань 528000, Гуандун, Китай

^г

Ключевая лаборатория технологий преобразования и хранения энергии, Министерство образования, Южный научно-технический университет, Шэньчжэнь 518055, Гуандун, Китай

Аннотация

Пленки из наноструктурированного полиэтилена

rsc.org/schema/rscart38″> (PE, [–CH ₂ –CH ₂ –] _n ) с металлоподобной теплопроводностью открыли возможности для полимеров с улучшенной теплопроводностью. Однако на практике полимеры, используемые в терморегулировании, являются либо термореактивными, либо, по крайней мере, стабильными при высокой температуре, для которой характерна температура 150–180 °С. Таким образом, ПЭ как термопластичный полимер, температура размягчения которого составляет ~120 °С, неприменим в реальных условиях. Таким образом, здесь мы вводим простую реакционноспособную группу –OH в каждый сегмент цепи PE [–CH ₂ –CH ₂ –] _n , который превращает полимер в поливиниловый спирт (ПВС) в качестве шага к термостабильной системе. Наши расчеты показывают, что для выровненных цепочек ПВС теплопроводность может достигать 8,49 Вт м ^-1 К ^-1 (бесконечные цепочки), и эксперименты подтверждают это достижением теплопроводности 8,51 Вт м ⁻¹ К ^{−1 9№ 0061} в пленке ПВС, состоящей из нановолокон с выровненными цепочками. Степень выравнивания цепей ПВС в нановолокнах специально исследуется для выяснения наноструктуры пленки, а также обсуждаются дисперсия и перенос фононов. Эта работа предназначена для стимулирования дальнейших испытаний по разработке полимерных материалов с высокой теплопроводностью для реального использования и реальных сценариев применения.

Варианты загрузки Пожалуйста, подождите…

Дополнительные файлы

• Дополнительная информация
  PDF (1374 КБ)

Информация о артикуле

ДОИ

https://doi.org/10. 1039/D0MA00346H

Тип изделия

Бумага

Отправлено

25 мая 2020 г.

Принято

19 июля 2020 г.

Впервые опубликовано

05 авг 2020

Эта статья находится в открытом доступе

Скачать цитату

Матер. Доп. , 2020, 1 , 1996-2002

BibTexEndNoteMEDLINEProCiteReferenceManagerRefWorksRIS

Разрешения

Запросить разрешения

Социальная деятельность

Получение данных из CrossRef.