基本信息
- 項目名稱：
- 新型節(jié)能保健椅墊
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品為一種新型椅墊產品，它的主體為聚合物基復合材料，通過改性設計，使之集排濕、降溫、抗菌、保健等功能為一體。它適用于我國2億多青少年學生群體，能夠填補目前市場空白，不僅有利于提高廣大青少年學生的身體健康，緩解學習壓力，同時有利于構建節(jié)能環(huán)保型社會。
- 詳細介紹：
- 1第一層為帶有縱向通孔的曲面板，即座墊表層，由摻入納米羥基磷灰石(簡稱納米HAP)的聚丙烯(簡稱PP)制得；第二層為帶有橫向通孔的網(wǎng)格板，在對稱部位設有兩個長方體空腔，用于放置相變材料；第三層為帶有微小凸起的平板，即底座，起到穩(wěn)定和防滑作用。 2細節(jié)介紹 ①放置相變材料的空腔設有帶卡扣的蓋子，且彎折處為圓弧設計，以減小應力集中。②中間層的橫向通孔通過編程設計，各處圓孔內徑均與相應位置處的厚薄相適應，在不影響強度的基礎上最大限度地提高作品的降溫、排濕等性能。③作品整體左右對稱，可對折攜帶，且便于模具設計與生產制造。④相變材料由聚乙烯(簡稱PE)材料包裹，放置于空腔內。⑤曲面依據(jù)人機工程學進行設計，有較好舒適性，且有利于矯正坐姿。 3結構數(shù)據(jù) ①長320mm，寬240mm，厚（10～20）mm ②網(wǎng)格：邊長20mm，基本厚度1mm，加強板厚度2mm ③縱向通孔：圓孔d=12mm
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：研制一種椅墊，使之能夠調節(jié)座椅表面微氣候，緩解天氣炎熱時，人體在坐姿下大量出汗，同時兼?zhèn)涔?jié)能、抗菌功能。 基本思路：首先，進行市場需求調查，分析可行性和可靠性。第二，針對各項功能，逐項進行研究測試，主要包括相變儲能研究、透氣性測試、抗菌性檢測。第三，使用Pro/E輔助設計并制作三維實物模型。最后，對各個模塊進行功能組裝。 創(chuàng)新點：第一，將傳統(tǒng)基礎材料（PP）與功能材料（六水氯化鈣、羥基磷灰石）進行改性設計和優(yōu)化組合，各盡其用。第二，從物理結構和化學變化兩方面來改善椅墊通風、透氣、抗菌、節(jié)能功效。 技術關鍵：Pro/E三維模型設計、相變材料過冷度控制、功能材料與結構材料共混改性。 主要技術指標：成核劑添加量、納米材料百分含量、相變材料潛熱
科學性、先進性
- 作品的科學性：在分析影響座墊整體性能的因素：透氣性、涼爽性、導熱性、抗菌性和舒適性等的基礎上，結合牛頓力學、傳熱學和人機工程學知識對作品進行結構設計和材料選定，目前市場上尚未出現(xiàn)與本作品類似的產品。 作品的先進性：通過研究、分析、比較國內外現(xiàn)有科研成果，針對本作品的功能特點，我們對材料進行改性設計，主要包括： 使用硼砂和SrCl2·6H2O對CaCl2·6H2O進行改性，減小其過冷度。 使用羧甲基纖維素CMC對納米羥基磷灰石改性，改善其分散性能。 使用載銀納米羥基磷灰石對PP材料的改性，提高其抗菌性能。 通過材料改性，本作品在解決了降溫排濕問題的基礎上，不僅有利于廣大青少年等群體的身體健康，而且在節(jié)能減排方面具有重要意義。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 專利轉讓
作品可展示的形式
- 模型
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：本作品可直接置于凳子上，底面防滑和穩(wěn)定的設計可使其平穩(wěn)固定在凳子上；不用時可折疊存放。 技術特點：本作品設計時從微觀和宏觀的角度，把材料的化學成分、物理結構及環(huán)境與資源等因素整合優(yōu)化，在解決現(xiàn)有問題的基礎上，為節(jié)能減排做出貢獻，走可持續(xù)發(fā)展道路。 技術優(yōu)勢：1.本作品應用相變儲能技術，節(jié)能、低碳、環(huán)保，具有較好的環(huán)境和社會效益。2.本作品遵從4R設計理念，屬于環(huán)境友好型。3.本作品選用的高分子聚合物比強度高，可塑性大，且產品的造型設計方便。4.本作品使用納米和相變材料等功能材料來改善產品性能。 適用范圍及推廣前景：據(jù)統(tǒng)計，我國目前中小學生兩億多，大部分地區(qū)夏季降溫的措施不完善。目前市場上針對解決此類問題而開發(fā)的產品少，因而產品預期會有很大的市場空間。同時產品經(jīng)過繼續(xù)研發(fā)，二代產品將面向更廣范圍的人群，市場空間會有進一步擴大。此外，本作品對節(jié)能減排有很大意義，具有很好的環(huán)境效益和社會效益，因此有較好的推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 通過查閱文獻和專利申報狀況等 ，我們了解到目前國內外尚未出現(xiàn)類似本作品功能比較完善的產品。 目前坐墊絕大多數(shù)都是針對有車一族和沙發(fā)用戶開發(fā)的汽車坐墊和沙發(fā)坐墊，如冰天品牌汽車坐墊、康利達品牌汽車坐墊等，而專門針對學生一族的椅墊很少，相關方面的研究很單一。一類是停留在外觀設計方面，從結構設計單方面解決問題，而沒有實際量化的數(shù)據(jù)及報告等資料，其作品不易制作及大規(guī)模生產，商業(yè)價值不高。另一類是目前市場上的充水涼墊和玉墊，但由于水的比熱有限和價格較貴的影響，從而限制了他們的使用范圍，效果不容樂觀。 本作品一方面通過結構設計通風排濕，另一方面通過相變儲能材料降溫，總體效果優(yōu)于以上作品。再加上納米抗菌設計、曲面外形設計，使作品不僅具有了排濕降溫的作用，還附加了抗菌、保健等功效，同時對稱設計和可折疊設計方便攜帶、簡化生產工藝、降低生產本。 綜上所述，本作品的各項指標均優(yōu)于以往的同類作品和研究。
