基本信息
- 项目名称：
- 新型节能保健椅垫
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品为一种新型椅垫产品，它的主体为聚合物基复合材料，通过改性设计，使之集排湿、降温、抗菌、保健等功能为一体。它适用于我国2亿多青少年学生群体，能够填补目前市场空白，不仅有利于提高广大青少年学生的身体健康，缓解学习压力，同时有利于构建节能环保型社会。
- 详细介绍：
- 1第一层为带有纵向通孔的曲面板，即座垫表层，由掺入纳米羟基磷灰石(简称纳米HAP)的聚丙烯(简称PP)制得；第二层为带有横向通孔的网格板，在对称部位设有两个长方体空腔，用于放置相变材料；第三层为带有微小凸起的平板，即底座，起到稳定和防滑作用。 2细节介绍 ①放置相变材料的空腔设有带卡扣的盖子，且弯折处为圆弧设计，以减小应力集中。②中间层的横向通孔通过编程设计，各处圆孔内径均与相应位置处的厚薄相适应，在不影响强度的基础上最大限度地提高作品的降温、排湿等性能。③作品整体左右对称，可对折携带，且便于模具设计与生产制造。④相变材料由聚乙烯(简称PE)材料包裹，放置于空腔内。⑤曲面依据人机工程学进行设计，有较好舒适性，且有利于矫正坐姿。 3结构数据 ①长320mm，宽240mm，厚（10～20）mm ②网格：边长20mm，基本厚度1mm，加强板厚度2mm ③纵向通孔：圆孔d=12mm
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：研制一种椅垫，使之能够调节座椅表面微气候，缓解天气炎热时，人体在坐姿下大量出汗，同时兼备节能、抗菌功能。 基本思路：首先，进行市场需求调查，分析可行性和可靠性。第二，针对各项功能，逐项进行研究测试，主要包括相变储能研究、透气性测试、抗菌性检测。第三，使用Pro/E辅助设计并制作三维实物模型。最后，对各个模块进行功能组装。 创新点：第一，将传统基础材料（PP）与功能材料（六水氯化钙、羟基磷灰石）进行改性设计和优化组合，各尽其用。第二，从物理结构和化学变化两方面来改善椅垫通风、透气、抗菌、节能功效。 技术关键：Pro/E三维模型设计、相变材料过冷度控制、功能材料与结构材料共混改性。 主要技术指标：成核剂添加量、纳米材料百分含量、相变材料潜热
科学性、先进性
- 作品的科学性：在分析影响座垫整体性能的因素：透气性、凉爽性、导热性、抗菌性和舒适性等的基础上，结合牛顿力学、传热学和人机工程学知识对作品进行结构设计和材料选定，目前市场上尚未出现与本作品类似的产品。 作品的先进性：通过研究、分析、比较国内外现有科研成果，针对本作品的功能特点，我们对材料进行改性设计，主要包括： 使用硼砂和SrCl2·6H2O对CaCl2·6H2O进行改性，减小其过冷度。 使用羧甲基纤维素CMC对纳米羟基磷灰石改性，改善其分散性能。 使用载银纳米羟基磷灰石对PP材料的改性，提高其抗菌性能。 通过材料改性，本作品在解决了降温排湿问题的基础上，不仅有利于广大青少年等群体的身体健康，而且在节能减排方面具有重要意义。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：本作品可直接置于凳子上，底面防滑和稳定的设计可使其平稳固定在凳子上；不用时可折叠存放。 技术特点：本作品设计时从微观和宏观的角度，把材料的化学成分、物理结构及环境与资源等因素整合优化，在解决现有问题的基础上，为节能减排做出贡献，走可持续发展道路。 技术优势：1.本作品应用相变储能技术，节能、低碳、环保，具有较好的环境和社会效益。2.本作品遵从4R设计理念，属于环境友好型。3.本作品选用的高分子聚合物比强度高，可塑性大，且产品的造型设计方便。4.本作品使用纳米和相变材料等功能材料来改善产品性能。 适用范围及推广前景：据统计，我国目前中小学生两亿多，大部分地区夏季降温的措施不完善。目前市场上针对解决此类问题而开发的产品少，因而产品预期会有很大的市场空间。同时产品经过继续研发，二代产品将面向更广范围的人群，市场空间会有进一步扩大。此外，本作品对节能减排有很大意义，具有很好的环境效益和社会效益，因此有较好的推广前景。
同类课题研究水平概述
- 通过查阅文献和专利申报状况等 ，我们了解到目前国内外尚未出现类似本作品功能比较完善的产品。 目前坐垫绝大多数都是针对有车一族和沙发用户开发的汽车坐垫和沙发坐垫，如冰天品牌汽车坐垫、康利达品牌汽车坐垫等，而专门针对学生一族的椅垫很少，相关方面的研究很单一。一类是停留在外观设计方面，从结构设计单方面解决问题，而没有实际量化的数据及报告等资料，其作品不易制作及大规模生产，商业价值不高。另一类是目前市场上的充水凉垫和玉垫，但由于水的比热有限和价格较贵的影响，从而限制了他们的使用范围，效果不容乐观。 本作品一方面通过结构设计通风排湿，另一方面通过相变储能材料降温，总体效果优于以上作品。再加上纳米抗菌设计、曲面外形设计，使作品不仅具有了排湿降温的作用，还附加了抗菌、保健等功效，同时对称设计和可折叠设计方便携带、简化生产工艺、降低生产本。 综上所述，本作品的各项指标均优于以往的同类作品和研究。
