PL229095B1 - Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment - Google Patents

Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment

Info

Publication number
PL229095B1
PL229095B1 PL406045A PL40604513A PL229095B1 PL 229095 B1 PL229095 B1 PL 229095B1 PL 406045 A PL406045 A PL 406045A PL 40604513 A PL40604513 A PL 40604513A PL 229095 B1 PL229095 B1 PL 229095B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
dodecyl
bromide
vest
methylimidazolium
floating
Prior art date
Application number
PL406045A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL406045A1 (en
Inventor
Magdalena Zwolińska
Anna Bogdan
Wojciech Sawiński
Joanna Feder-Kubis
Joanna Feder‑Kubis
Tomasz Koźlecki
Original Assignee
Centralny Inst Ochrony Pracy Panstwowy Inst Badawczy
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centralny Inst Ochrony Pracy Panstwowy Inst Badawczy, Politechnika Wroclawska filed Critical Centralny Inst Ochrony Pracy Panstwowy Inst Badawczy
Priority to PL406045A priority Critical patent/PL229095B1/en
Publication of PL406045A1 publication Critical patent/PL406045A1/en
Publication of PL229095B1 publication Critical patent/PL229095B1/en

Links

Landscapes

  • Detergent Compositions (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest wykorzystanie bromku 1-dodecylo-3-mefyloimidazolu, jako związku zmiennofazowego do zastosowania w odzieży chłodzącej.The present invention relates to the use of 1-dodecyl-3-mephylimidazole bromide as a phase change compound for use in cooling clothing.

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowe zastosowanie bromku 1-dodecylo-3-metyloimidazoluThe present invention relates to a new use of 1-dodecyl-3-methylimidazole bromide

[C12MIM]Br.[C12MIM] Br.

Związki zmiennofazowe (inaczej: materiały przemiany fazowej) absorbują, akumulują oraz uwalniają duże ilości energii w zakresie temperatur przemiany fazowej (temperatura topnienia i krzepnięcia). Podczas przemiany w stan ciekły (temperatura topnienia) PCM pochłaniają i akumulują duże ilości ciepła od najbliższego otoczenia. Przez cały czas, gdy ciepło jest pochłaniane, temperatura PCM jest stała. Związki te mogą zatem być używane np. do ochrony organizmu człowieka przed wytwarzaną nadmierną ilością ciepła. Bardzo ważnymi parametrami opisującymi PCM są: entalpia przemiany fazowej (entalpia topnienia i krzepnięcia, zwana inaczej ciepłem utajonym) oraz przewodność cieplna. W czasie procesu zmiany fazy, za możliwości akumulowania bądź oddawania ciepła odpowiada wartość entalpii przemiany fazowej ΔΗ (ciepło utajone; entalpia topnienia i krzepnięcia). Przewodność cieplna odpowiedzialna jest za efektywne pochłanianie lub uwalnianie ciepła nawet przy niewielkich różnicach temperatury. W 1983 r. A. Adhat sklasyfikował materiały magazynujące energię. Podzielił je, uwzględniając źródło ciepła, na 3 klasy główne z uwagi na: ciepło jawne, utajone oraz uzyskane z przemian chemicznych. Podklasy ciepła utajonego zależą od rodzaju przemian fazowych. Interesujące nas PCM przechodzą z fazy stałej do ciekłej (i odwrotnie). Związki te następnie podzielić można na organiczne i nieorganiczne. Do organicznych zaliczamy: parafiny (alkany) oraz kwasy tłuszczowe, do nieorganicznych - uwodnione sole. Obecnie do organicznych materiałów magazynujących energię zalicza się również ciecze jonowe. Parafiny (alkany) cechują się wysokim ciepłem utajonym (ΔΗ=250 kJ/kg), są stabilne chemicznie, ich temperaturę topienia można „kontrolować”, podczas syntetyzowania związku PCM, poprzez regulację liczby atomów węgla w łańcuchu cząsteczki, oraz nie ulegają przechłodzeniu. Wadą parafin jest wysoka cena, niska odporność na Jenie oraz niska przewodność cieplna. Kwasy tłuszczowe charakteryzują się niższym ciepłem utajonym (ΔΗ < 200 kJ/kg) i wysokimi wartościami temperatury topnienia.Phase change compounds (in other words: phase change materials) absorb, accumulate and release large amounts of energy in the range of phase transition temperatures (melting and freezing point). During liquid transformation (melting point), PCM absorbs and accumulates large amounts of heat from the immediate surroundings. As long as heat is absorbed, the temperature of the PCM remains constant. These compounds can therefore be used, for example, to protect the human body against the generated excessive amount of heat. Very important parameters describing PCM are: phase change enthalpy (melting and solidification enthalpy, otherwise known as latent heat) and thermal conductivity. During the phase change process, the value of the phase change enthalpy ΔΗ (latent heat; enthalpy of melting and solidification) is responsible for the possibility of heat accumulation or dissipation. Thermal conductivity is responsible for the effective absorption or release of heat even with small temperature differences. In 1983 A. Adhat classified energy storage materials. He divided them, taking into account the heat source, into 3 main classes due to: sensible, latent heat and heat obtained from chemical transformations. The latent heat subclasses depend on the type of phase transitions. The PCM of interest goes from solid to liquid (and vice versa). These compounds can then be divided into organic and inorganic compounds. The organic ones include: paraffins (alkanes) and fatty acids, the inorganic ones - hydrated salts. Today, organic energy storage materials also include ionic liquids. Paraffins (alkanes) have a high latent heat (ΔΗ = 250 kJ / kg), are chemically stable, their melting point can be “controlled” when synthesizing a PCM compound by regulating the number of carbon atoms in the molecule chain, and they are not supercooled. The disadvantage of paraffins is the high price, low resistance to Jenie and low thermal conductivity. Fatty acids are characterized by a lower latent heat (ΔΗ <200 kJ / kg) and high melting points.

Ciecze jonowe są to substancje ciekłe składające się wyłącznie z jonów. Cechują się małą prężnością par, są niepalne, stabilne termicznie oraz przyjazne dla środowiska. Charakteryzuje je jednak niższa wartość ciepła utajonego (AH~160 kJ/kg).Ionic liquids are liquid substances consisting only of ions. They are characterized by low vapor pressure, are non-flammable, thermally stable and environmentally friendly. However, they are characterized by a lower value of latent heat (AH ~ 160 kJ / kg).

Organiczne PCM mają bardzo wiele zalet, m.in. niski bądź zerowy efekt przechłodzenia podczas przemiany fazowej oraz nie powodują korozji metali. Charakteryzują się jednak niską przewodnością cieplną (0,15-0,30 W/mK), dużą rozszerzalnością objętościową podczas przemian fazowych i są, niestety łatwopalne. Uwodnione sole oraz woda cechują się wysokim ciepłem utajonym (ΔΗη2ο = 330 kJ/kg), lecz nie są stabilne termicznie istnieje też duże prawdopodobieństwo, że ulegną rozdzieleniu faz, wynikiem czego może być nieefektywne działanie danego związku. Charakteryzują się również wyższą pojemnością cieplną w porównaniu z organicznymi PCM. Nieorganiczne PCM często ulegają przechłodzeniu oraz wywołują korozję. Znalazły zastosowanie głównie w urządzeniach służących do magazynowania energii słonecznej. Tak więc istnieje zapotrzebowanie na znalezienie związku zmiennofazowego pozbawionego powyższych wad.Organic PCM has many advantages, including low or no supercooling during the phase change and do not corrode metals. However, they are characterized by low thermal conductivity (0.15-0.30 W / mK), high volumetric expansion during phase transitions and, unfortunately, they are flammable. Hydrated salts and water have high latent heat (ΔΗη2ο = 330 kJ / kg), but are not thermally stable, and there is a high probability that they will phase separate, which may result in ineffective activity of the compound. They also have a higher heat capacity compared to organic PCM. Inorganic PCMs often overcool and cause corrosion. They are used mainly in devices used to store solar energy. Thus, there is a need to find a phase-change compound devoid of the above drawbacks.

Bromek 1-dodecylo-3-metyloimidazolu o wzorze 11-dodecyl-3-methylimidazole bromide of formula 1

Br stosowany jest w wielu dziedzinach chemii. Z publikacji „The ameliorating effect of Acadian marinę plant extract against ionic liquids-induced oxidative stress and DNA damage in marinę macroalga Ulva lactuca” Kumar, Manoj; Reddy, C. R. K; Jha, Bhavanath, Journal of Applied Phycology, (2013) 25(2) 369-378, Database CAPLUS DOI:10.1007/s 10811-012-9871-8 znane jest zastosowanie tego związku jako rozpuszczalnika organicznego. Z publikacji „Interactions between ionic liguid surfactantBr is used in many areas of chemistry. From the publication "The ameliorating effect of Acadian marina plant extract against ionic liquids-induced oxidative stress and DNA damage in marina macroalga Ulva lactuca" Kumar, Manoj; Reddy, C. R. K; Jha, Bhavanath, Journal of Applied Phycology, (2013) 25 (2) 369-378, Database CAPLUS DOI: 10.1007 / s 10811-012-9871-8, it is known to use this compound as an organic solvent. From the publication "Interactions between ionic liguid surfactant

PL 229 095 Β1PL 229 095 Β1

[C12rnim]Br and DNA in dilute brine”, He, Yunfei; Shang, Yazhuo; Liu, Zhenhai; Shao, Shuang; Liu, Honglai Hu, Ying, Colloids and Surfaces, B: Bionterfaces (2013), 101, 398-404, Database: CAPLUS D0l:10.1016/j.colsurfb.2012..07.027 zastosowanie tego związku, jako ciekłego jonowego środka powierzchniowo-czynnego. Znane są również jego właściwości, jako inhibitora systemu antyutleniającego w algach, jako aktywatora enzymów w robakach ziemnych, jako czynnika sprzyjającego sorpcji barwników na włóknach nylonowych, jako środka antybakteryjnego i przeciw grzybiczego jak również, jako katalizatora reakcji chemicznych.[C12rnim] Br and DNA in dilute brine ”, He, Yunfei; Shang, Yazhuo; Liu, Zhenhai; Shao, Shuang; Liu, Honglai Hu, Ying, Colloids and Surfaces, B: Bionterfaces (2013), 101, 398-404, Database: CAPLUS D0l: 10.1016 / j.colsurfb.2012..07.027 use of this compound as a liquid ionic surfactant . Its properties are also known as an inhibitor of the antioxidant system in algae, as an activator of enzymes in earthworms, as a factor promoting the sorption of dyes on nylon fibers, as an antibacterial and antifungal agent, and as a catalyst for chemical reactions.

Związek ten otrzymuje się z 1-metyloimidazolu oraz bromku dodecylu w znany sposób.This compound is prepared from 1-methylimidazole and dodecyl bromide in a known manner.

W celu wyznaczenia wartości temperatury topnienia i krzepnięcia oraz wartości entalpii przemiany fazowej wykonano analizę DSC (Differential Scanning Calorimetry - skaningowa kalorymetria różnicowa). Na podstawie analizy DSC wyznaczono właściwości fizykochemiczne zawarte w tabeli 1.In order to determine the value of the melting point and freezing point as well as the value of the enthalpy of phase change, the DSC (Differential Scanning Calorimetry) analysis was performed. Based on the DSC analysis, the physicochemical properties presented in Table 1 were determined.

T a b e I a 1T a b e I a 1

Właściwości [C12MIM]BrProperties [C12MIM] Br

Tm [K] Tm [K] Tc [K] Tc [K] AHf [kJ/kg] AHf [kJ / kg] Cp [J/kg*K] Cp [J / kg * K] 318,65 318.65 286 286 82,17 82.17 1,587 1.587

Gdzie Tm oznacza temperaturę topnienia, Tc oznacza temperaturę krzepnięcia, AHf oznacza entalpia przemiany fazowej a Cp oznacza ciepło właściwe cieczy.Where Tm is the melting point, Tc is the freezing point, AHf is the enthalpy of the phase transition and Cp is the specific heat of the liquid.

Wykonano kamizelkę z materiału NB1043 (80%poliester, 20%bawełna). Wyposażona była od środka w tunele zakrywane materiałową nakładką. Kamizelka składa się z tyłu i dwóch analogicznych lustrzanych części przednich. W części przedniej znajdowało się 6 tuneli, natomiast część tylna została podzielona na 2 symetryczne części. W obu częściach tyłu kamizelki znajdowało się 2 x po 6 tuneli (łącznie 12 tuneli). Ciecz jonowa [C12MIM]Br została zamknięta w czterech sylikonowych wężykach A, B, C i D. Szczegółowy opis w tabeli poniżej.The vest is made of NB1043 material (80% polyester, 20% cotton). It was equipped from the inside with tunnels covered with a material cover. The vest consists of the back and two analogous mirror front parts. There were 6 tunnels in the front part, while the rear part was divided into 2 symmetrical parts. In both parts of the back of the vest there were 2 x 6 tunnels (12 tunnels in total). The ionic liquid [C12MIM] Br was enclosed in four silicone tubing A, B, C and D. Detailed description in the table below.

Wężyk Wężyk Masa zamkniętej cieczy jonowej, g Closed mass ionic liquid, g Ciężar wężyka wraz z cieczą jonową, g Hose weight along with the liquid ionic, g A AND 57,03 57.03 159 159 B B 56,66 56.66 157 157 C C. 56,64 56.64 158 158 D D 59,74 59.74 160 160

Wężyki A i D zostały umieszczone w części przedniej, natomiast wężyki B i C w części tylnej. Kamizelka chłodząca (kamizelka bez wypełnienia - 0,588 kg, kamizelka wypełniona wężykami z cieczą jonową - 1,22 kg) została przetestowana w badaniach z udziałem grupy ochotników. Badania prowadzone były w komorze klimatycznej. Podczas badań ochotnicy ubrani byli w bawełnianą bieliznę (podkoszulek, bokserki, skarpetki), odzież roboczą/ochronną (składającą się bluzy oraz spodni - wykonanych z materiału 94/5/1% Nomex lll/Para-Aramid/Static-Control) oraz lekkie buty sportowe. Do tego w zależności od wariantu badania zakładana była kamizelka bez PCM (ciężar 0,588 kg) lub kamizelka z PCM (cieczą jonową) (ciężar 1,22 kg).A and D hoses are placed in the front part, while B and C hoses in the rear part. A cooling vest (a vest without filling - 0.588 kg, a vest filled with tubing with an ionic liquid - 1.22 kg) was tested in a study involving a group of volunteers. The research was conducted in a climatic chamber. During the research, the volunteers were dressed in cotton underwear (T-shirt, boxer shorts, socks), working / protective clothing (consisting of a sweatshirt and trousers - made of 94/5/1% Nomex lll / Para-Aramid / Static-Control material) and light shoes. sports. In addition, depending on the study variant, a vest without PCM (weight 0.588 kg) or a vest with PCM (ionic liquid) (weight 1.22 kg) was worn.

Wyniki badańFindings

Wyniki badań uzyskanych podczas testowania kamizelki chłodzącej porównywano z wynikami dla wariantu badania z kamizelką bez wypełnienia PCM. Analizowano takie wartości jak: temperatura wewnętrzna mierzona w przewodzie pokarmowym, średnia ważona temperatura skóry czy lokalne wartości temperatury i wilgotności względnej mierzone na skórze czy podkoszulku. Wyniki badań przedstawiono na poniższych wykresach.The results of the tests obtained during the testing of the cooling vest were compared with the results for the variant of the study with the vest without PCM filling. The following values were analyzed: internal temperature measured in the gastrointestinal tract, weighted average skin temperature or local values of temperature and relative humidity measured on the skin or a T-shirt. The test results are presented in the diagrams below.

PL 229 095 Β1PL 229 095 Β1

Temp, wewnętrznaTemp, internal

czas, mmtime, mm

Średnia ważona temperatura skóryWeighted average skin temperature

Lokalna wartość temperatury mierzona na skórzeLocal temperature value measured on the skin

Lokalna wartość temperatury mierzona na podkoszulkuLocal temperature value measured on the undershirt

-— bez_PCM -kam_B (PCM_cj)-— without_PCM -kam_B (PCM_cj)

czas, mintime, min

PL 229 095 Β1PL 229 095 Β1

Lokalna wartość wilgotności względnej mierzonej w przestrzeni w kamizelceLocal RH value measured in the space inside the vest

Zastosowanie kamizelki wypełnionej bromkiem 1-dodecylo-3-metyloimidazolu [C12MIM]Br powodowało zmniejszenie wartości temperatury wewnętrznej mierzonej w przewodzie pokarmowym praktycznie przez cały czas trwania badania. Również w przypadku zastosowania kamizelki odnotowano spadek średniej ważonej temperatury skóry, lokalnej wartości temperatury skóry w okolicy szyi oraz prawej łopatki, jak również lokalnej wartości temperatury mierzonej na bieliźnie w okolicy brzucha ochotników. Również zastosowanie kamizelki powodowało spadek lokalnych wartości wilgotności względnych mierzonych np. na skórze ochotnika w okolicy, prawej łopatki. Wartości wilgotności względnej mierzonej w przestrzeni między bielizną a kamizelką również uległy zmniejszeniu w przypadku zastosowania kamizelki (np. w okolicy brzucha bądź części lędźwiowej kręgosłupa)The use of a vest filled with 1-dodecyl-3-methylimidazole bromide [C12MIM] Br decreased the value of the internal temperature measured in the gastrointestinal tract practically throughout the entire duration of the study. Also, in the case of using the vest, a decrease in the weighted mean skin temperature, the local skin temperature value in the neck area and the right shoulder blade, as well as the local temperature value measured on the underwear in the abdominal area of the volunteers was noted. Also, the use of a vest caused a decrease in the local values of relative humidity measured e.g. on the skin of a volunteer in the area of the right shoulder blade. Relative humidity values measured in the space between the underwear and the vest also decreased when the vest was used (e.g. in the abdominal or lumbar region of the spine)

Claims (1)

1. Zastosowanie bromku 1-dodecylo-3-metyloimidazolu jako związku zmiennofazowego do zastosowania w odzieży chłodzącej.1. Use of 1-dodecyl-3-methylimidazole bromide as a phase change compound for use in cooling garments.
PL406045A 2013-11-14 2013-11-14 Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment PL229095B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406045A PL229095B1 (en) 2013-11-14 2013-11-14 Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406045A PL229095B1 (en) 2013-11-14 2013-11-14 Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL406045A1 PL406045A1 (en) 2014-10-13
PL229095B1 true PL229095B1 (en) 2018-06-29

Family

ID=51662872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL406045A PL229095B1 (en) 2013-11-14 2013-11-14 Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229095B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL406045A1 (en) 2014-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wong-Pinto et al. Progress on use of nanoparticles in salt hydrates as phase change materials
Yazici et al. On the effect of eccentricity of a horizontal tube-in-shell storage unit on solidification of a PCM
Zou et al. Preparation and performance of modified calcium chloride hexahydrate composite phase change material for air-conditioning cold storage
Sharma et al. Thermal cycle test of binary mixtures of some fatty acids as phase change materials for building applications
Zhang et al. Preparation and properties of palmitic-stearic acid eutectic mixture/expanded graphite composite as phase change material for energy storage
Brancato et al. Identification and characterization of promising phase change materials for solar cooling applications
ES2596853T3 (en) Innovative work media for refrigeration processes
CN103242806B (en) Inorganic salt phase-change cold accumulation material
Hu et al. Phase change materials in food: Phase change temperature, environmental friendliness, and systematization
Kumar et al. Computational and experimental investigation of low ODP and low GWP HCFC-123 and HC-290 refrigerant mixture alternate to CFC-12
AU2012334406A1 (en) Mixture for thermal energy storage and device for heat storage and release using said mixture
Jiang et al. Preparation and thermal properties of Glauber’s salt-based phase-change materials for Qinghai–Tibet Plateau solar greenhouses
CN104720112A (en) Externally-connected cigarette holder for heating non-combustible tobacco
CN103194183A (en) Preparation method of alkanol self-temperature control phase change material
Lee et al. Evaluation of ionic liquids as absorbents for absorption refrigeration systems using hydrofluoro-olefin refrigerant
Zhang et al. Experimental study on the characteristics of ethanol solution’s vacuum flash under adsorption condition
EP2252736A1 (en) Condenser dryer comprising a latent heat accumulator, and method for the operation thereof
PL229095B1 (en) Application of bromide 1-dodecyl-3-methylimidazolium as the floating-phase compound for use in a cooling garment
Luo et al. Thermodynamic properties and evaluation of the lithium nitrate–imidazole IL–water ternary systems as new working fluids for a double-effect AHP cycle
Çakmak Experimental investigation of thermal storage in U-tube heat exchanger
Canik et al. Hexamethylene dilauroyl, dimyristoyl, and dipalmytoyl amides as phase change materials for thermal energy storage
Calviño et al. Advanced backfilling materials for enhancing the thermal efficiency of ground heat exchangers
JP6898355B2 (en) A eutectic mixture of ionic liquids in an absorption chiller
Eidan et al. Effect of enhanced evaporative cooling on the performance of air-conditioning in severe hot weather
WO2019033189A1 (en) Coolant composition, use of said composition, cooling apparatus, packaged product and packaging process