真空絕熱板( VIP) 的使用壽命是目前研究者和使用者最為關(guān)注的問題之一, 如何有效保證其在長期使用過程中依然保持高性能熱阻需要進行理論和試驗研究。本文通過材料選擇制作了VIP 測試樣板, 對其熱導(dǎo)率變化進行了長期跟蹤測試。利用本文所建立的使用壽命分析模型對VIP 熱導(dǎo)率變化及其使用壽命進行了預(yù)測評估, 并將試驗數(shù)據(jù)和模型分析數(shù)據(jù)進行了比對, 兩者得到了較好的吻合, 分析結(jié)果對VIP 生產(chǎn)和應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

　　真空絕熱板( Vacuum Insulation Panel, VIP) 是近年來快速發(fā)展起來的一種新型絕熱材料, 具有環(huán)保節(jié)能和高效絕熱的雙重優(yōu)點, 在冰箱、建筑等領(lǐng)域已得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。如何保證長期應(yīng)用過程中的VIP 使用壽命成為眾多研究者及其使用者最為關(guān)心的問題之一, 對其開展研究不僅可以樹立和堅定VIP 使用者的信心, 也可以對VIP 生產(chǎn)提供積極有益的技術(shù)指導(dǎo)。VIP 的使用壽命受到多種因素的影響, 除過本身影響VIP 性能的影響因素如阻隔膜性能和芯材放氣等參數(shù), VIP 使用環(huán)境和條件是決定VIP 實際使用壽命的主要因素, 主要包括溫度、濕度和環(huán)境壓力等。

　　根據(jù)美國ASTM C 1484.01 標準的規(guī)定, VIP使用壽命是指板中心熱導(dǎo)率滿足超級絕熱材料規(guī)定值的維持時間, 這個規(guī)定值為0.0115 W/ ( m.K) 。當VIP 熱導(dǎo)率大于0.0115 W/( m.K) 時, 可以認為VIP老化失效。事實上, 當考慮VIP 在建筑、冰箱及冷凍等行業(yè)領(lǐng)域的長期應(yīng)用時, 老化是不可避免的, 從而導(dǎo)致其絕熱性能的衰減。當前, 受客觀條件限制, 在老化性能和使用壽命方面的試驗研究相對較少, 而且, 由于多方面因素的相互影響, 致使VIP 使用壽命和老化數(shù)據(jù)很難通過理論分析得到全面深入的研究。本文通過建立分析模型對其熱導(dǎo)率變化及其使用壽命進行了預(yù)測評估, 研究結(jié)果對于提高VIP 生產(chǎn)和使用水平具有一定的指導(dǎo)意義。

1、FG型VIP 制作

　　VIP 結(jié)構(gòu)主要由芯材、阻隔膜和吸氣劑三部分組成。本文所指的FG 型VIP 是指芯材選用玻璃纖維( Fiber Glass, FG) 制作而成的VIP。在VIP 生產(chǎn)和制作中, 芯材一般選擇為多孔介質(zhì)材料, 如粉狀二氧化硅、氣凝膠、玻璃纖維或微孔聚氨脂等材料, 內(nèi)置氣體吸附劑和干燥劑, 在抽真空狀態(tài)下雙面采用氣體隔絕材料密封而成板材。圖1 所示為下不同芯材熱導(dǎo)率隨氣體壓力的變化, 可見不同芯材隨板內(nèi)氣體壓力上升表現(xiàn)出的熱導(dǎo)率性能變化差異較大, 對于氣體壓力變化的∀ 敏感度# 也不盡相同。

4 、結(jié)論

　　利用理論分析模型對FG 型VIP 使用壽命進行了估算, 表明VIP 在標準狀態(tài)條件下的預(yù)期使用壽命可達15 y 以上, 可以滿足其長期應(yīng)用的性能穩(wěn)定性要求, 現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)和部分模型分析結(jié)果得到了較好的吻合。本文所提計算模型的不足之處在于未能全面考慮影響VIP 熱導(dǎo)率變化的相關(guān)因素, 同時缺乏直接的計算參數(shù), 在數(shù)據(jù)適應(yīng)性上存在一定差異, 但在當前工程應(yīng)用上已可滿足使用需求, 對于提高VIP 生產(chǎn)和應(yīng)用水平具有一定的指導(dǎo)意義。