李亚溪，林酿志，李传常

(长沙理工大学能源与动力工程学院，湖南 长沙 410114)

我国地域广阔，易腐货物生产区域分布广泛，大量的货物在长途运输过程中因冷藏条件不达标而导致品质下降甚至腐烂，造成了巨大的经济损失.然而，冷链运输可以在保证运输货物新鲜度的前提下突破时间和空间的限制，将货物运输到消费者的手中，不但调节了市场的需求结构，而且有效地减少了运输过程中的资源浪费.目前，我国冷链运输体系尚不完善，每年仍有大量的商品在运输中变质而损失[1].因此，我国对冷链运输予以高度的重视，并大力发展冷链运输技术，而该技术的发展核心是储冷材料，其中高吸水性树脂基相变储冷材料受到的关注度最大、应用范围最为广泛.

针对传统相变材料易泄漏的缺点[2]，研究者们[3，4]通过在相变材料中加入高吸水性树脂使其呈凝胶态，能够有效解决液态储冷材料易泄漏的问题；以高吸水性树脂为载体吸附一定比例的KCl、C6H7KO2(山梨酸钾)、C6H14O6(甘露醇)溶液制备了复合型相变储冷材料，相变温度低至-2.3 ℃，相变焓值为319.5 J·g-1，其性能明显优于大部分储冷材料.由于高吸水性树脂基相变储冷材料的储冷功能体含有水溶液，所以它的相变温度通常低于0 ℃且相变潜热值很高[5].此外，利用高吸水性树脂作为载体的储冷剂能使冷量释放均匀，树脂的吸水倍率对储冷效果几乎没有影响，而它的粒径大小决定了材料储冷效果的好坏，但具体规律仍有待探索[6].

一种市场上销售的高吸水性树脂基储冷剂吸水前后的状态如图1所示.鉴于高吸水性树脂基相变储冷材料在市场上的普遍性，不难发现其非常具有实用性.然而，目前缺乏一个对该复合型相变储冷材料较全面的总结.因此，本文从高吸水性树脂基相变储冷材料的组成、制备方法、性能测试及其在冷链运输中的应用等方面进行较详细的总结.

图1 高吸水性树脂基储冷剂注水前后的状态

1 高吸水性树脂基相变储冷材料

1.1 材料的组成

1.1.1 高吸水性树脂

高吸水性树脂(Superabsorbent polymers，SAPs)是由线形或支链形亲水聚合物构成的具有三维网络结构的水溶胀型高分子材料如图2所示，因其聚合物链中的物理交联和化学交联结构而使这种高分子材料具有很强的吸水能力和保水能力，其吸水倍率可达几百甚至几千，即使在一定压力下仍具有很强的保水能力[7].

图2 高吸水性树脂的SEM图[9]

高吸水性树脂按其原料来源可分为合成系高吸水性树脂和天然系高吸水性树脂.合成系吸水倍率高、生产成本低、结构稳定并且络合金属离子的能力强，但是耐盐性能差限制了它的应用.天然系中的纤维素系吸水树脂是工程材料中应用范围最广的一种，它具有原料来源广、生物可降解性、生物相容性等优势，同时纤维素特殊的化学结构为其网络结构的形成创造了条件，但长期使用易受到微生物分解作用的影响，会使材料的吸水和保水能力下降[8].

在当今生态环境形势日益严峻的背景下，我国优先发展天然系高吸水性树脂.由于这种高分子材料具有良好的吸水性能和保水性能，在农业生产、医疗卫生、工业生产、工程建筑等领域都起到了至关重要的作用[10].虽然它在冷链运输领域只是初露头角，但是已经引起了很多学者的关注，发展以高吸水性树脂基相变储冷材料为核心的冷链运输技术将是未来该领域研究的重点.

1.1.2 储冷功能体

储冷功能体是一种通过相变过程吸收或释放大量潜热从而保持一定低温环境的相变储冷材料，它具有高于其他两种储能方式10多倍的储冷密度，是实现节能环保的绿色载体[11-13].按照相变形式可以分为液-气相变型、固-气相变型、固-固相变型和固-液相变型，其中固-液相变型储冷材料具有体积波动小、工作温度稳定和储能密度高等优点[14]，因此，目前所应用的相变储冷材料通常为固-液相变型.相变储冷材料具体分类如图3所示.

图3 相变储冷材料的分类[16，17]

有机型相变储冷材料主要分为烷烃类、石蜡、脂肪酸、醇和酯，这类型相变储冷材料具有过冷度小、无相分离现象和热稳定性好等优点，但是易燃和导热系数低等缺点限制了其应用.脂肪酸因具有合适的相变温度、较高的潜热值、化学性质稳定和过冷度小等特点，相关学者对其应用于储能领域进行了大量的研究.通过比较七种不同的脂肪酸发现：脂肪酸相变温度为7 ℃～18 ℃，其中甲酸具有最低的相变温度和最大的相变潜热，同时也表明了脂肪酸较石蜡具有更多种类可用作储冷材料，可以满足不同工作温度条件[15].

无机型相变储冷材料主要分为水合盐、无机盐和水等，主要应用于中低温环境.最常见的无机相变储冷材料是水，它的相变温度为0 ℃，相变潜热值为335 J·g-1，但是其固定的相变温度限制了它的应用范围.水合盐具有相变潜热高、导热系数大和价格低廉等优点，目前需要解决过冷、相分离和易腐蚀现象等问题[18].

复合型相变储冷材料是由两种或两种以上化合物经共混或吸附制成的混合体系，根据其化合物组成种类又可分为有机-有机共晶、有机-无机共晶和无机-无机共晶[19].该类储冷材料一般不存在相分离和过冷现象，可根据其材料组成比例来调整相变温度，增强了材料的实用性[20].本文所综述的高吸水性树脂基相变储冷材料是一种新兴的高分子复合型材料，它将高分子材料和储冷材料的良好性能结合，增强了纯储冷材料的储冷能力，有效解决了传统材料易泄漏的缺点.

1.1.3 助剂

助剂是加入储冷功能体中用来优化材料性能的一种功能试剂，常用的助剂有导热增强剂、成核剂、增稠剂、防腐剂和阻燃剂等[21].

对于导热性能差的有机类相变储冷材料，通常会加入纳米金属粒子、纳米金属化合物、多层石墨烯等物质来提高材料的导热性能.相关研究者选取分散稳定性较好的纳米粒子用来提高相变材料导热性能，研究发现：在储冷剂中加入纳米Al粒子[22]和纳米Al2O3粒子[23]均可提高材料的导热系数，并且加快了材料的融化和凝固过程，但同时也导致了储冷量的减少.除了纳米粒子以外，多层石墨烯、TiO2和石墨也是常用的导热增强材料，研究表明：当储冷剂中分别加入浓度为0.5 g L-1的TiO2/石墨烯及TiO2颗粒时，热导率较不加入任何助剂时的相变储冷材料分别提高了27.22%和20.61%；当在储冷剂中加入浓度为0.3 g L-1的石墨烯时，其热导率较纯相变储冷材料提高了30.49%[24]；水/石墨复合相变储冷材料与纯相变储冷材料(水)相比，改进后的复合材料热导率增大了12倍[25].

对于易发生过冷和相分离现象的相变储冷材料，一般分别加入成核剂和增稠剂来解决相应的问题.在相变材料加入成核剂是降低材料过冷度应用最广泛的方法，近年来，关于成核剂的研究主要集中在针对不同的相变材料筛选出高效、稳定性好和添加比重小的成核剂[26].上海海事大学章学来教授课题组做了大量该方面的工作，为进一步优化相变储冷材料的性能做出了很大的贡献.他们尝试在甘露醇溶液中分别加入成核剂硫酸钾、乙酸钠和六偏磷酸钠，并研究其浓度对主基液过冷度的影响.研究表明：当硫酸钾、乙酸钠及六偏磷酸钠质量分数分别为0.5%时，能彻底消除主基液甘露醇水溶液的过冷现象[27].另外，他们还发现以75.5%Na2SO4·10H2O、3%硼砂、1.25%聚丙烯酸钠(PAAS)、16%NH4Cl、4%KCl和0.25%去离子水为配方的复合储冷剂完全没有过冷现象[28].对于共晶盐类相变储冷材料，反复使用会出现相分离现象，从而使得材料的储冷能力下降，虽然加入增稠剂可以得到一定的缓解，但是对于不同增稠剂的使用效果目前并没有系统的研究.常用的增稠剂有羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸钠、硅胶和气相法白炭黑等，相关研究表明：加入一定比例的增稠剂可完全消除相分离现象[29]，但同时会降低材料的导热系数.因此，筛选出能使储冷功能体综合性能最优的增稠剂是目前该领域需要持续进行的研究工作.

对于易腐败和易燃的相变储冷材料需要分别加入防腐剂和阻燃剂以延长其使用寿命.浙江大学应铁进教授课题组制备了一种四元复合相变储冷材料，并在其中加入了防腐剂苯甲酸钠来延长材料的使用寿命[30].一定比例阻燃剂的加入可以提高有机相变储冷材料的稳定性和安全性.含卤型阻燃剂是常见的一种阻燃材料，它在燃烧过程中会产生大量有毒气体造成二次污染，因此不提倡把它应用于相变领域.近年来，膨胀型阻燃剂凭借其阻燃效果好、添加量少、绿色环保等优越性成功引起了相关学者的关注.他们发现了一种由聚磷酸铵(APP)和三嗪系成炭发泡剂(CFA)配制的新型膨胀阻燃剂，以石蜡/聚丙烯定型相变材料作为研究对象，探索了这种新型阻燃剂对该相变材料阻燃特性和热稳定性的影响.研究发现：随着APP和CFA的添加，相变材料的储能性能基本不变，残炭量由0.4%增加到17.1%，有效提高了材料的阻燃特性[31].我国关于用在相变材料中的防腐剂和阻燃剂的研究很少，筛选出添加比重小的防腐剂和阻燃剂也是未来该领域发展的方向.

1.2 材料的制备

高吸水性树脂作为一种高分子材料可采用枝接共聚法、溶液聚合法及反相悬浮聚合法制备.其中溶液聚合法具有高效、安全、体系纯净及交联结构安全等优点，是最常用的一种方法.而复合相变储冷材料的制备方法有熔融/溶液共混法、吸附法、微胶囊法、溶胶-凝胶法[32].下文将着重介绍针对不同相变储冷材料所采用的制备方法.

1.2.1 熔融/溶液共混法

熔融/溶液共混法是利用相变物质和基体的相容性，溶解在同一种溶剂(或熔融)后混合在一起，从而制成组分均匀的储能材料.这种方法可以通过调节材料的比例来控制相变温度，操作过程简单易行，通常为制备多元共晶复合相变储冷材料的首选.图4所示的高吸水性树脂基相变储冷材料制备流程所采用的方法即为溶液共混法.另外，利用低共熔原理将十四烷和正辛酸按51∶49比例混合可以制备得到有机复合相变储冷材料，它的相变温度为0～3 ℃、相变潜热为191.8 J·g-1[34]；这种方法也实现了硬脂酸和正十八烷的熔融共混，配制的二元共晶复合相变材料在进行100次循环后，各项性能指标并未发生明显的改变，而且具有良好的热稳定性[35].

图4 高吸水性树脂基相变储冷材料的制备流程图[33]

1.2.2 吸附法

吸附法是以含有大量微孔的一类材料(如石墨、膨润土、硅藻土等)作为载体，通过与储冷剂充分浸泡混合后得到复合相变材料的一种方法.由于有机类储冷材料具有疏水性，且与载体材料具有相容性，因此该种方法适用于无机类相变储冷材料的制备.相关学者用硅藻土[36]、膨胀石墨[37]吸附水合盐后形成复合相变材料，他们研究其性能发现：该复合相变材料较纯相变材料具有更好的热物性，具有良好的应用前景.

1.2.3 微胶囊法

微胶囊化相变材料是由壁材和芯材组成的，通常由高分子材料包覆固-液相变材料制得，外壁对芯材具有一定的限域作用[38].该技术不仅在很大程度上解决了相变材料的过冷现象和相分离现象，还能增强材料导热系数[39].目前大多采用原位聚合法制备相变微胶囊，在此基础上添加碳纳米管、硅藻土等材料可进一步优化囊壁的力学性能，延长材料的使用寿命，使其更好地满足低温防护方面的调温需求[40].随着微胶囊技术的发展，出现了双壳层微胶囊相变材料[41]，这种材料解决了纯相变材料的泄漏问题并增强了其导热性能，热导率较纯相变材料提高了133%.

1.2.4 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法就是将含高化学活性组分的化合物经过溶液、溶胶和凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其它化合物的方法.通过多种测试手段对由溶胶-凝胶法制备的SiO2基复合相变材料的结构和性能进行分析和表征，证实了脂肪酸能牢固地封存于SiO2的三维空间网络结构中，从而提高了相变材料的稳定性[42].

1.3 材料的性能指标及测试方法

评价高吸水性树脂基储冷材料性能的指标主要有相变温度、相变潜热、过冷度、相分离、循环稳定性、储冷能力以及高吸水性树脂的吸液能力和保液能力，其中，材料的循环稳定性是相变储冷材料成功应用的重要前提[43，44].

1.3.1 相变温度和相变潜热

相变温度是相变材料在发生相变时的临界温度，而相变潜热是指在一定的温度和压强下，单位质量相变材料发生相变时吸收(或释放) 的热量.这两项指标直接反映了储冷效果的好坏，因此，需要对其进行判断和测定.相变温度可采用步冷曲线法来初步判断，而相变潜热通常采用差示扫描量热法(DSC)测定[45]，DSC可以更直观和精准地得到材料的相变温度和相变潜热.

1.3.2 过冷度

过冷是指相变材料的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象.实际结晶温度与理论结晶温度的差值叫做过冷度.过冷度较大会延长相变材料的储冷时间，从而引起额外的能量损耗，所以必须采取一定的措施来避免过冷现象.

1.3.3 相分离

相分离是指相变材料在经过多次冻融循环过程后，部分材料从多元体系中分离而发生沉降的现象.判断体系是否有相分离现象的方法为：将材料进行多次(如100次)冻融循环后，观察体系中是否有沉淀物.这种现象通常发生在水合盐相变储冷材料中，并且会随着相变循环次数的增加而加重，后期会严重影响相变材料的储冷效果，应尽可能避免这种现象的发生.

1.3.4 循环稳定性

当相变储冷材料用于冷链运输时，要求其各项性能参数在经过多次冻融循环后基本保持不变，即要求材料具有良好的循环稳定性.具体的测定方法为：将相变材料置于低于相变温度的环境中使其完全凝固，然后转入高于相变温度的环境中使其完全融化，反复进行上述过程，最后利用DSC测定相变潜热和相变温度，并与材料初始状态的值进行比较，同时观察体系是否出现相分离现象.

1.3.5 储冷能力

高吸水性树脂基相变储冷材料的储冷能力是指该相变材料在相变过程中所能储存(或释放)冷量的大小.通常利用DSC来测定材料的相变潜热，首先称取4～6 mg的材料放入铝坩埚中，然后设定升降温度范围为-30～30 ℃，升降温速率为5 ℃/min，在氮气保护下测定其相变潜热值[46，47].

1.3.6 高吸水性树脂的吸液能力

吸液能力是指树脂所能吸取溶液质量的最大值，通常用吸液率来表征树脂的吸液能力，可用公式(1)计算[46]：

(1)

式中中：Q为吸液率，%；ω、ω0分别为吸液后凝胶质量与吸液前树脂质量，g.

具体测定方法为：取一定量的高吸水性树脂，在其中加入一定量的去离子水(或0.9%生理盐水)，待树脂完全吸水膨胀成凝胶后，用100目的筛网过滤至无水滴滴下.记录树脂吸水前后质量的变化，进行多次实验并取平均值.

1.3.7 高吸水性树脂的保液能力

保液能力是指树脂在吸液溶胀后对水分的保存能力，它的网络结构使其在受压下水分也不易丢失，所以通常采取加热蒸发的方式进行脱水实验来测定其保液能力.它通常由保液率来表征，可用公式(2)计算[46]：

(2)

公式中：W为保液率，%；m1、m2分别为干燥前和干燥后树脂的质量，g.

具体测定方法为：取一定量的饱和吸液溶胀树脂，置于80 ℃的烘箱中干燥，每隔1 h取出树脂测量一次质量，直到树脂质量不发生变化后再计算保液率.

1.4 高吸水性树脂基相变储冷材料的研究进展及其性能评价

以高吸水性树脂为载体的相变储冷材料多用于食物的冷冻贮存，因为现阶段该复合材料的制备主要利用其超强的吸水性能，所以储冷功能体以水为主，水的比重通常会占到90%以上，在此基础上加入无机盐(如Na2SO4、NaCl和KCl等)、有机小分子(如甘露醇、甘氨酸和葡萄糖等)或有机-无机复合物(如丙三醇-NH4Cl[48]和甘露醇-KCl[49]等)来降低材料的相变温度，该配方下的相变储冷材料能够应用于温度要求更低的低温环境(如-16 ℃)中，而且在一定程度上能够使释冷速率更加均匀，从而延长了相变平台.如果将上述的复合相变储冷材料直接应用于果蔬的冷藏保鲜(最佳冷藏温度为2 ℃～8 ℃)，极大可能会导致果蔬表皮冻伤.为了解决上述问题，相关学者发现：把水合盐作为储冷功能体(如Na2HPO4·12H2O和Na2SO4·10H2O等)、高吸水性树脂作为载体的新型复合相变储冷材料不仅能够满足果蔬冷藏的温度需求，而且具有良好的储冷效果.尽管水合盐的相变潜热值高达200 J·g-1～330 J·g-1，但是相变温度普遍在30 ℃以上，因此需要加入适当比例的相变温度调节剂将相变温度降低至所需温度范围.相关研究表明：一定量的金属阳离子具有削弱水分子之间氢键吸引力的作用，从而使得水合盐的相变温度降低[19].所以通常会加入一些无机盐来降低材料的相变温度，有时也会利用晶体结构与主储冷剂相似的水合盐来调节相变温度，但是后者调节效果不是很显著.然而，虽然在水合盐中加入一系列相变温度调节剂和助剂改善了纯相变储冷材料相变温度高、过冷度大和相分离等问题，但是由于它们不参与相变过程，从而使得单位质量储冷材料的相变潜热值大大地减少，这也是目前限制其发展的瓶颈.随着科研工作者的不断探索，发现在水合盐中加入少量的尿素和去离子水不仅起到了降低相变温度的作用，而且还能有效地增大复合材料的相变潜热值[50].另外，少量去离子水的加入还能补充水合盐在多次循环后丢失的结合水.作为该领域的一种新型复合材料，以高吸水性树脂为载体的水合盐相变储冷材料具有良好的储冷效果，目前存在的问题是相变潜热值较低(约100 J·g-1)，所以需要不断优化材料配方，筛选出比重小的温度调节剂，尽可能地去提高材料的相变潜热.若能实现这一项突破，该新型复合相变储冷材料必将在未来储冷市场占据主导地位.目前关于相变温度在0 ℃以上的高吸水性树脂基相变储冷材料的研究较少，因此研发相变温度在2 ℃～8 ℃内的该种复合相变储冷材料将会有很好的市场前景.

高吸水性树脂的加入不仅有效解决了纯相变储冷材料流动性大、易泄漏的缺点，而且改善了水合盐相分离严重、循环稳定性差等缺点，所以纯相变储冷材料的性能得到了优化，对其综合性能进行了总结如表1所示.值得注意的是，高吸水性树脂在一定程度上可以提高相变储冷材料的相变潜热值，而且它的孔的结构特征可能会对相变材料的相变过程产生一定的影响：载体材料对相变储冷材料的约束效应越强，相变温度可能会有所降低；同时，载体材料与相变储冷材料之间的表面相互作用力越弱，也会使得相变温度降低.因此，可以通过改变高吸水性树脂的粒径大小、孔隙结构来调节相变储冷材料的相变温度，这样既可以减少相变温度调节剂所占的比重，又能在一定程度上提高相变储冷材料的储冷能力.这种高吸水性树脂基相变储冷材料的出现打破了水合盐只能局限于储热领域的现状，进而扩大了这类相变材料的应用范围，未来它将会在储冷领域受到越来越多的关注.

表1 高吸水性树脂基相变储冷材料的性能[3，7，30]

2 高吸水性树脂基相变储冷材料在冷链运输中的应用

冷链运输是指易腐货物在产地商品化处理、预冷、冷藏、运输、销售、消费者家庭保鲜各环节始终处于规定的低温环境下，是在保证低损耗、低污染的前提下最大限度的满足消费者需求的一种特殊供应链系统.不同类型的运输货物在冷链运输中的温度需求是不同的，列举了常见的易腐货物在冷链运输中的保存温度范围如图5所示.高吸水性树脂基相变储冷材料具有相变温度范围广、相变潜热值较大、相变体积小和不易泄漏等优点，因此被广泛应用于冷链运输中，如农产品冷链运输、血液和疫苗冷链运输和海鲜冷链运输等.

图5 冷链运输易腐货物的保存温度范围[51]

2.1 农产品冷链运输

我国是农业大国，再加上我国人口基数大，所以每年要生产消费大量的农产品，但是由于农产品冷链运输系统的不完善，会使大量的农产品在运输中品质下降，我国每年的农产品损失率高达20%[52]，因此亟需进一步完善农产品冷链运输体系.

在农产品冷链运输中使用高吸水性树脂基相变储冷材料可以提供适宜的冷藏温度，并且相变材料不易从包装中泄漏，充分保证了农产品在运输中的品质，具有十分可观的应用前景.目前，国内关于用高吸水性树脂吸附相变储冷材料的研究相对较少，最新研究成果表明：将有机小分子溶液与无机盐溶液按一定比例混合，并用高吸水性树脂吸附制备的储冷剂的相变温度通常低于0 ℃、相变潜热高于290 J·g-1.这种储冷剂集有机材料和无机材料的优势于一体，储冷能力明显高于市面上的冰袋，可高效安全地应用于农产品冷链运输中[53-55].

2.2 血液和疫苗冷链运输

血液和疫苗作为温度敏感性药品，需要在严格的温度环境(血液通常为3 ℃～5 ℃，疫苗通常为2 ℃～8 ℃)下运输[56]，温度过高会破坏血液和疫苗内部结构，甚至失效；而温度过低则会影响其安全性[57]，严重的情况下会造成安全事件.随着我国医疗事业的进步和发展，相变储冷材料已经应用于血液和疫苗冷链运输的医用冷藏设备中，能够有效保证血液和疫苗处于适宜的运输环境.

表2 相变温度为2 ℃～8 ℃的相变储冷材料[17]

低温医用冷藏运输箱实现了在断电情况下疫苗等药品仍然能在低温环境下保存，它在供电时由半导体器件制冷，同时相变储冷材料将冷量储存起来，断电时再将储存的冷量释放出来，延长了疫苗的冷藏时间，可用于野外环境药品的贮运[58].具有同样用途的还有小型冷藏包，它是由新型相变材料正十四烷、聚苯乙烯泡沫箱和外包组成的，在-20 ℃～40 ℃环境下可保持箱内温度处于2 ℃～8 ℃范围内6 h以上[59]，可用于疫苗冷链运输的末端.总结了相变温度位于2 ℃～8 ℃范围内的相变储冷材料[17]如表2所示.研究结果表明：这些低温箱包最常用的相变材料为十四烷，在此基础上可复合月桂醇[16]等材料来调节相变温度至2 ℃～8 ℃，添加成核剂碘化银改善相分离现象，加入泡沫铜等提高材料导热性能[60].对其进行冻融循环实验后发现它们具有良好的循环稳定性.用于血液和疫苗冷链运输的相变储冷材料需要具备相变温度适合、相变潜热大、无毒无害、高效且成本低等优点，并且要尽可能延长材料的冷藏时间，这也是目前乃至未来很长一段时间内的研究重点.

2.3 海鲜冷链运输

海鲜类食品因其肉感肥美、味道鲜美且符合高蛋白低脂肪的膳食要求，受到了越来越多消费者的青睐.而海鲜的产地多位于滨海城市，由于我国地域广阔，长距离运输下传统冷藏车保鲜技术耗能高，给资源和环境带来了巨大的压力.以相变储冷技术为核心的冷链运输在实现跨地域运输的前提下，既保证了资源的合理利用，又极大地满足了广大消费者的需求.因此，相变储冷材料凭借其良好的储冷效果获得了广泛的关注，为海鲜冷链运输事业的发展提供了科技动力.

高吸水性树脂吸水后呈凝胶态，可以直接用来制作冰袋，相关研究表明：高吸水性树脂基复合水溶液相变材料比纯冰具有更好的储冷效果，同时解决了易泄漏的问题.但是海鲜冷链运输所需要的冷冻温度更低，纯水作储冷剂并不能保证海鲜的品质，所以需要筛选出相变温度更低的材料来维持低温环境.研究者[61]利用三种无机盐溶液冰袋(18.8%NaCl溶液、46.3%C2H5OH溶液以及29%CaCl2溶液)模拟了夏季金枪鱼配送箱内温度的变化情况，模拟结果表明：29%CaCl2溶液的冷藏时间长达5 h以上，保鲜效果最佳，而且成本低于其他两种储冷剂.在此研究基础上，一些研究者发现了高吸水性树脂复合13%Na2SO3溶液相变储冷材料的冷藏效果更好，可延长保鲜时间至30 h[62].无机盐溶液储冷剂具有比纯水储冷剂相变温度更低、保鲜时间更长的优势，因此更适合应用于海鲜冷链运输中.此外，用由高吸水性树脂、丙二醇和乙酸配制而成的储冷剂对鲫鱼进行冰衣处理后冷藏，能使鲫鱼在第十二天时仍然保持新鲜[63]，这也为鱼类或肉类食品的冷藏保鲜提供了一种方法.

3 结 语

相变储冷材料在冷链运输的各个环节都占据了主导地位，并且为完善冷链运输体系提供了重要的技术支撑.传统的相变储冷材料发展已相对成熟，但仍需继续筛选性能良好的储冷材料，为研发复合型相变储冷材料创造条件.

将高吸水性树脂基相变储冷材料应用于冷链运输不仅有效解决了传统相变储冷材料的相分离现象，还减少了相变过程中液态材料的流动性，在提高了材料本身稳定性的同时也避免了材料泄漏对冷藏商品的污染.此外，该高分子复合型相变储冷材料凭借其较高的储冷密度节约了大量的运输空间，提高了能量的利用率，解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，具有十分良好的应用前景.