产品创新设计.pdf
不碎的保温瓶胆
项目类别：创意作品类
团队名称：水清如许
指导老师：梁艳辜瑞鲍庆丹学院：信息学院
目录
一.项目提出背景 (3)
二.保温瓶现状分析 (3)
三.创新方案分析 (3)
方案一：利用高分子材料聚砜树脂制成保温瓶胆 (4)
方案二:在瓶胆与外壳之间填充保温材料酚醛泡沫 (4)
四.项目创新点 (5)
五．项目创新评价 (6)
六．项目可行性 (6)
七．项目总结 (6)
一.项目提出背景
暖壶是常用的生活用品，非常实用，对我们
的生活有很大帮助。但是一般保温瓶能保温10小时
已经算不错了，壶的保温瓶胆是玻璃制成的，常常
发生壶胆破碎的情况，多花钱不说，更重要的是碎
玻璃存在着一定的安全隐患。如果存在一种材料，
可以代替玻璃瓶胆发挥出保温的作用，同时可以弥
补玻璃易碎的不足，既实用又安全，两全其美。现
有的保足，既实用又安全，两全其美。现有的保温
材料中有没有一种可以替代玻璃来达到同样的保温
效果？
二.保温瓶现状分析
现有暖壶的内胆由玻璃制成，表面镀银，形成镜面。玻璃本身是热不良导体，镀银的玻璃形成的镜面则可以将保温容器内部向外辐射的热能反射回来，降低热辐射造成的热损耗。同时它加工成双层且内部抽成真空，可以防止内部气体对流传热，从而达到保温效果。
由于制造银镜需要消耗大量贵重的银,玻璃易碎，存在着一定的安全隐患。
三.创新方案分析
针对以上问题，我们查询相关资料，经过多角度分析，提出了两
种解决方案。
方案一：利用高分子材料聚砜树脂制成保温瓶胆
聚砜树脂为美国FDA确认的无毒制品，可制成反复与食物接触的用具。聚砜树脂作为透明新材料，耐热水、水解稳定性优于其他热塑性塑料，可代替玻璃及不锈钢制品，能达到需要的性能标准。
聚砜树脂是以双酚Ａ和４，４--二氯二苯砜为原料，经缩聚反应制备而成的一种热塑性工程塑料，简称ＰＳＦ。聚砜材料刚性和韧性好，耐温、耐热氧化，可在－１００℃--１５０℃的温度范围内长期使用，抗蠕变性能优良，耐无机酸、碱、盐溶液的腐蚀，耐离子辐射，无毒，绝缘性和自熄性好，容易成型加工，可广泛应用于航天、航空、电子电气、中空纤维、高分子功能薄膜、食品容器、医疗器械、纺织机械、家电和汽车等领域。
聚砜材料最早由美国联合碳化物公司（ＵＣＣ）开发成功并投入生产，目前世界聚砜产品主要的消费市场集中在美国、日本和欧洲。从用途上看，航空航天和汽车领域的消费占３２％、电子电气占３６％、精密机械占１０％、食品工业占８％、工业装置占８％、医疗器械占４％、其他领域占２％。
方案二:在瓶胆与外壳之间填充保温材料酚醛泡沫
酚醛泡沫材料属高分子有机硬质铝箔泡沫产品，酚醛泡沫是以酚醛树脂和阻燃剂、抑烟剂、固化剂、发泡剂、及其它助剂等多种物质，经科学配方制成的闭孔型硬质泡沫塑料。
酚醛泡沫具有以下优异的性能
1.轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度围广(-196～+200℃)低温环境下不收缩、不脆化，是暖通制冷工程理想的绝热材料。
2.由于酚醛泡沫闭孔率高，则导热系数低，隔热性能好，并具有抗水性和水蒸气渗透性，是理想的保温节能材料。
3.由于酚醛具有苯环结构，所以尺寸稳定，变化率<1%。且化学成分稳定。
4.酚醛泡沫除了可能会被强碱腐蚀外，几乎能够耐所有无机酸、有机酸、有机溶剂的侵蚀。长期暴露于阳光下，无明显老化现象，因而具有较好的耐老化性。
5.在生产工艺发泡中不用氟利昂做发泡剂符合国际环保标准，且其分子结构中含有氢、氧、碳元素，高温分解时，溢出的气体无毒、无味，对人体、环境均无害，符合国家绿色环保要求。
6. 酚醛泡沫的成本低廉。
四.项目创新点
1、利用高分子材料聚砜树脂的刚性、无毒、耐温、耐热氧化等特性制成保温瓶胆。
2、利用酚醛泡沫的隔热性能好，并具有抗水性和水蒸气渗透性，无毒，轻质等特性，在瓶胆与外壳之间填充酚醛泡沫，不但可以固定瓶胆，而且泡沫层承受冲击时具有一定的减震作用，因而瓶胆不会轻易破碎，而且该种塑料不易散热，保温瓶的保温效果将更好。
五．项目创新评价
该方案密切联系日常生活，针对生活中存在的不便，设计出合理的解决方案，利用物理化学材料方面的相关知识解决生活中的问题。所设计的不碎保温瓶胆，能够减少有关贵重材料的使用，降低生产成本，而且绿色环保，实用安全，是一个创新性强的项目。
六．项目可行性
由于科学技术的日益发展，这种不碎的保温瓶胆会成为一种现实，而且因为暖壶在日常生活中的普遍应用，这种瓶胆出现后，会得到推广和普及，得以广泛的使用。因此，此方案具有一定的可行性。七．项目总结
本项目是根据日常生活用品保温瓶胆易碎且保温性能差等问题提出来的。主要围绕高分子材料刚性强，无毒，耐高温的性能特点以及泡沫材料的抗水性和水蒸气渗透性，无毒，轻质等特性，来解决当前保温瓶胆存在的问题。经过理论分析，方案中所涉及到的材料经过技术研究开发能够解决现存问题。
因此，利用物理化学材料方面的相关知识所设计的不碎保温瓶胆，能够减少有关贵重材料的使用，降低生产成本，而且绿色环保，实用安全。