地暖原理 暖贴 暖贴-作用,暖贴-原理分析

暖贴,为片状贴剂,是由原料层、明胶层、无纺布三部分组成的,原料层是由铁、石、活性炭、无机盐、水等合成的聚合物,可在空气中氧气的作用下发生放热反应。无纺布袋的特点是均匀不漏、透气性好。明胶层选用日本特有的优质压敏胶涂层,粘结牢固,绝不污损衣物。

地暖原理 暖贴 暖贴-作用,暖贴-原理分析

暖贴_暖贴 -作用


暖贴样品

1、暖贴中的原料层可以在空气中氧气的作用下12-20小时内持续不断地释放热量,这种反应过程是从一打开真空包装的时候开始的。
2、人体各部份都存在局部的微循环系统,为机体的各部份输运营养,排出体内垃圾。中医理论强调“通则不痛,痛则不通”,意即当人体经常受寒气侵袭,局部的微循环系统发生阻滞时,使相应机体既得不到营养,又无法排出废物,就会产生痛疼,进而引起病变。而取暖袋的持续放热可以促进人体微循环进入良性循环状态,恢复正常的生理机能,从而消除疼痛,治疗疾病。

暖贴_暖贴 -原理分析


暖贴

暖贴是利用铁氧化反应放热来发热。实际上也就是根据铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理。同时利用活性炭的强吸附性,在活性炭的疏松结构中储有水蒸气,水蒸气液化成水滴,流出与空气和铁粉接触,在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁,放出热量。

铁在自然条件下的氧化反应速度是缓慢的,若能加快这种反应,如设法加大铁的表面积,使用水,食盐和活性炭形成原电池来促进反应,就可以得到发热袋所需的温度,成为发热袋的热源。

负极:Fe-2e-=Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3====Fe2O3+3H2O

暖贴_暖贴 -功能用途


贝贝熊暖贴

1、防寒保暖、热敷身体、暖宫暖胃、经期护理、一贴即热,快速热敷、消肿、止痛、活血化瘀,广泛适用于各种畏寒症。
2、快速缓解并消除各种畏寒疾病引起的疼痛,是关节炎、肩周炎、腰腿痛、风湿及类风湿、四肢发凉、患处遇寒疼痛等疾病患者迅速止痛的即开即用型产品。
3、驱寒保暖,促进人体微循环,对手、脚冻伤、骨伤、肌肉损伤等症状具有良好的消肿止痛功能。
4、促进经络畅通,热敷相关穴位,消除胃寒不适、经血不通等症状,具有活血化瘀的作用。
5、冬季替代厚重的棉衣,为人体提供温度保障。

暖贴_暖贴 -注意事项

1、取暖袋使用时要贴于内衣的外侧,不要直接贴于人体皮肤上(肌贴型除外)。
2、 取暖袋的最高发热温度为68℃,可持续12小时均匀放热,晚上睡觉时不宜使用。
3、 请妥善保管产品,避免使取暖袋的真空塑料包装袋损伤或破坏,否则产品会失效。

暖贴_暖贴 -正确使用

1、发热温度并不是越高越好,温度过高会烫伤。组成人体的三大有机物中最主要的是蛋白质,蛋白质的变质温度为68℃,接近或超过这个温度就会造成低温烫伤,由于暖宝宝的自发热特点,贴于衣物内侧的暖宝宝热能会逐渐累积,因此,暖宝宝的自发热温度不宜超过58℃。
2、暖贴对婴儿不利,因为婴儿皮肤很嫩,活动量少,为防止低温烫伤,还是不要给婴儿使用暖贴。
3、暖贴对糖尿病和血液循环障碍者,皮肤热敏感度低者不利。另外还可以在使用的时候配合传统的中药药包共同热敷。热到药到,迅速发挥治疗作用,疗效显著。药力渗入和热作用时间同步,药借热力,热助药性,具有药疗和热疗双重功能。

暖贴_暖贴 -产品性质

蛭石
暖贴是铁,蛭石,活性炭,无机盐,水等合成的混合物。其中蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物,成分为Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2,因加热时能迅速膨胀,弯曲呈水蛭(蚂蟥)状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色,带油脂的玻璃光泽。
约有80%的膨胀蛭石用于建筑工业,是良好的隔热、隔音材料。蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。将蛭石经过一系列复杂的化学处理,提取出来的蛭石薄
膜呈半透明。这种薄膜表层的保温性能极好,用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件,冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电缆外
包层等都很适宜。
那么,我们使用的暖贴的发热原理是怎样的呢?通过收集相关资料,对暖贴的反应原理和使用过后的“暖宝宝”样品产物进行探究和鉴定。

暖贴_暖贴 -原理解析

暖贴是利用铁氧化反应放热来发热。实际上也就是根据铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理。同时利用活性炭的强吸附性,在活性炭的疏松结构中储有水蒸气,水蒸气液化成水滴,流出与空气和铁粉接触,在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁,放出热量。
铁在自然条件下的氧化反应速度是缓慢的,若能加快这种反应,如设法加大铁的表面积,使用水,食盐和活性炭形成原电池来促进反应,就可以得到发热袋所需的温度,成为发热袋的热源。暖宝宝产品
负极:Fe-2e-=Fe2+
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3====Fe2O3+3H2O

暖贴_暖贴 -发展历史

国外


日本70年代,有人基于化学知识发明了取暖袋。不用火、电、水或其他能源,撕开外袋即可发热,可保持8-18小时左右(平均温度52℃),因此叫暖身宝又
叫取暖袋(便利怀炉)。在日本便利怀炉已经成为现代生活的必需品。冬季在户外活动时,可防止肌肉过冷而紧张、防止手部冻伤、预防感冒、或者缓解腰痛、腿
痛、肩痛和其他生理病痛。在日本的冬季,三个月内的销售量为8亿以上,2005年日本国内共计销售取暖贴14.6亿贴。因为不使用火,小孩和老人都可安全
使用。

国内


国初期的暖贴多由贸易商从日本进口而来,随着国内市场需求的增加,众多日本生产企业开始在国内兴建生产工厂,2006年国内涌现出了较多品牌,日化企业利
用其行业优势率先抢占日用品市场,赚取了第一桶金,但此时由于技术和国家政策缘故,导致部分企业夭折。2008年,中国的保暖贴市
场已渐入佳境,通过漫长的市场培育期,消费者对产品的认知逐渐觉醒,消费习惯正在慢慢形成。初期的暖贴多由贸易商从日本进口而来,随着国内市场需求的增
加,越来越多的厂家将目光投到了生产暖贴的市场,2006年大部分厂商开始生产销售暖贴,由于生产厂商众多,部分厂商受到其销量大的诱惑,大量生产暖贴。
随着暖贴在国内市场销售的热潮,不少厂商在利益的驱使下,导致市场上暖贴的质量良莠不齐。
预计2009年以后,取暖贴行业将进入了一个前所未有的高速发展时期,市场的快速发展孕育着巨大的商机。随着保暖贴市场培育期的逐渐结束,2009年开始利益驱动着大量质量低劣的伪劣暖贴也逐渐涌向市场,保暖贴市场开始了洗牌的过程。

暖贴_暖贴 -探究过程设计

实验用品


电池反应槽、导线、灵敏电流表、铁片、碳棒、5%NaCl溶液、烧杯、试管、漏斗、滤纸、铁架台、胶头滴管、玻璃棒、pH试纸、药匙、酒精灯、铂丝、蒸发
皿、暖贴用后的剩余混合物(黑褐色固体)、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。

实验步骤

①原理探究
[操作]将铁片和碳棒用导线连接(在导线间接入灵敏电流表),平行插入盛有5%NaCl溶液的原电池反应槽中,观察实验现象。
[现象]电流表指针偏转,铁片上出现红褐色物质。
[结论]铁和碳可以形成原电池来加速铁的氧化反应,从而更快地释放出热量。
②产物探究
(1)取少量样品,加水溶解,有大量不溶物。过滤,得到无色透明滤液,将滤液分成四份。
[现象]第一份滤液中加入KSCN溶液,无明显现象。第二份加入AgNO3溶液,出现白色沉淀。第三份滴加NaOH溶液,无明显现象。第四份做焰色反应火焰为黄色。
[结论]说明样品可部分溶解,产物中含有NaCl,溶入水后的滤液中不含Fe3+,Al3+,Mg2+。
(2)另取少量样品,加入过量NaOH溶液,有大量不溶物。过滤,得到无色透明滤液。取少量滤液于试管中,滴加KSCN溶液,无明显现象。[结论]样品不与碱反应。
(3)另取少量样品,加入过量HCl溶液,过滤,得到金黄色澄清滤液。将滤液分成两份。一份加入KSCN溶液,溶液立即变为血红色。
另一份滴加NaOH溶液,一开始无明显现象,用pH试纸调节溶液的pH值为7,使NaOH溶液将剩余的HCl溶液中
和。继续滴加NaOH溶液,渐渐开始出现墨绿色沉淀,振荡,沉淀消失。继续滴加NaOH溶液至过量,沉淀部分消失,变为棕黄色。静置分层,上层为无色透明
溶液,下层积聚着红褐色沉淀,过滤,将得到的固体加热,得红棕色固体,该固体不溶于水,溶于酸得棕黄色溶液,初步确定为Fe2O3。
[结论]墨绿色沉淀为红褐色氢氧化铁沉淀和白色氢氧化铝(可能也有氢氧化镁)沉淀的混合物,继续滴加NaOH溶液,氢氧化铝沉淀逐渐消失,最终剩余红褐色氢氧化铁沉淀。
(4)将滤渣收集起来,烘干,得黑色粉末,点燃,能够燃烧,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,初步确定其为碳粉。
③实验中的问题设计
(1)为什么暖贴在用之前和用之后的固体状态不一样呢?(用之前内有NaCl溶液,各物质未反应,故为糊状物;用之后都转化为固体,故相对较硬)
(2)为什么暖贴要使用双层包装?(外层是一个常规不透气的外袋,用来隔绝空气,使用时需要有氧气参与,故内层采用微孔透气膜制作的无纺布袋)
(3)为什么暖贴能发热,而且能保持如此之长的时间?(它是通过铁粉的缓慢氧化放热,再通过原电池原理加速氧化,使化学能转变为电能,然后利用蛭石来保持温度,故能常达12小时之久,而且整个过程温度基本恒定)

探究结论


过观察到的实验现象,我们综合多种因素得出结论:暖贴的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度,将化学能转变为热能。为了使温度能够持续更长,产品使用了
矿物材料蛭石来保温。因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别,由原料层,明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一
个常规不透气的外袋――明胶层。在使用时,去掉外袋,让内袋(无纺布袋)暴露在空气里,空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜
的透氧速率进行控制的。如果透氧太快,热量一下子就放掉了,而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢,就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体,其中含碳粉、
NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。

  

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