[發明專利]一種用于測定建材表面阻隔層傳質特性參數的實驗方法

有效

• 申請號: 200910092176.3
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN101650291A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 何中凱;張寅平;蔚文娟
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N15/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于室內環境檢驗領域，特別涉及一種用于測定建材表面阻隔層傳質特性參數包括擴散系數和分離系數在內的實驗方法。

背景技術

很多室內建材諸如地毯、人造板等會大量釋放有機揮發物(VOC)。有機揮發物已被認為是惡化室內空氣品質的主要原因，其嚴重負面影響人們的舒適、健康和工作效率。因此，如何有效控制建材的有機揮發物散發受到越來越多的關注。通常來講，源頭控制是改善室內空氣品質最有效和經濟的方法。其中，在建材表面覆蓋阻隔層(如浸漬紙、PVC膜、油漆等)被認為是一種比較有潛力的途徑。一些研究者在此方面開展了研究。有研究者通過比較環境艙的濃度水平評估了幾種表面阻隔層的有效性。還有研究者基于模擬結果發現，阻隔層可以有效降低甚至消除建材的有機揮發物散發。但是，鮮有工作對常見阻隔層的傳質特性參數(包括擴散系數和分離系數)進行測定。這就使覆有阻隔層的建材的有機揮發物散發狀況難以進行預測，同時難以選擇合適的阻隔層來設計低散發建材。文獻中常用于測定材料傳質特性參數的方法有杯法、雙艙法等。杯法是將材料覆蓋在盛有液體有機揮發物的杯子的口部，通過稱量杯子一段時間內的質量變化來計算有機揮發物在材料中的擴散系數。它的缺點是由于杯中的有機揮發物接近飽和濃度，得到的結果會高估材料在室內有機揮發物濃度水平下的擴散系數，并且一次實驗只能測定一種有機揮發物。雙艙法是將材料放在上下兩個靜態環境艙的開口之間，在其中一個靜態環境艙內注入有機揮發物，然后同時檢測兩個環境艙中的有機揮發物濃度變化，最后通過耦合求解出阻隔層的傳質特性參數(擴散系數和分離系數)。它的不足是存在多解的風險，使結果具有不確定性。因此，需要發展一種新的簡單可靠的實驗方法對阻隔層的傳質特性參數進行測定。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有的測定方法的不足，提出一種適用于測定建材表面阻隔層的傳質特性參數的實驗方法，該方法操作過程簡便，實驗結果的可靠性高。

為實現上述目的，本發明提出一種用于測定建材表面阻隔層傳質特性參數包括擴散系數和分離系數在內的實驗方法，該方法包括一個通過載氣的動態環境艙，一個靜態環境艙以及一臺有機揮發物測試儀器(如氣相色譜儀GC、質子傳遞反應質譜儀PTRMS等)，同時涉及建立阻隔層中有機揮發物傳輸的傳質模型。

采用所述的實驗方法測定建材表面阻隔層的傳質特性參數，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)將待測阻隔層夾固在動態環境艙和靜態環境艙的兩開口之間，形成一個整體；

2)將確定流量的載氣通過動態環境艙。載氣流量可利用流量控制器進行控制和計量；

3)在靜態環境艙中注入有機揮發物，并使有機揮發物濃度分布均勻。可在靜態環境艙內設置攪拌風扇攪拌有機揮發物使其均勻分布。注入有機揮發物的量可以人為控制，使靜態環境艙中的有機揮發物濃度處于室內環境水平(～mg/m³量級)。

4)利用有機揮發物測試儀器實時檢測動態環境艙出氣口的有機揮發物濃度C_out，當動態環境艙出氣口的有機揮發物濃度達到平衡濃度后，將此時測出的有機揮發物濃度稱為有機揮發物的平衡濃度C_out，e，再檢測靜態環境艙內的有機揮發物濃度C_h；

5)建立有機揮發物在所述阻隔層中傳輸的傳質模型：

∂C∂t=D∂2C∂x2---(7)]]>

初始和邊界條件：

C＝0|_t＝0?0≤x≤L????(8)

C|_x＝0＝KC_h??????????(9)