Tutkimus kemiallisista lämpöpakkauksista

Abstract

TIIVISTELMÄ

Tarkoituksena oli tutkia markkinoilta löytyviä kemialliseen reaktioon perustuvia lämpöpakkauksia ja kemikaaleja, jotka reagoivat kiivaasti veden kanssa muodostaen paljon lämpöä. Haluttujen lämmityspakkausten piti lämmittää kehoa ainakin 15–30 minuuttia ja viivyttää hypotermian syntymistä.

Työssä tutkittiin natriumasetaatti- ja rautajauhelämpöpakkauksia yksinkertaisilla laboratoriotesteillä. Lisäksi kerrottiin yleisesti poltetusta kalkista ja alumiinikloridista, ja pohdittiin mahdollisia parannuskeinoja rautajauhelämpöpakkauksiin.

Tutkitut markkinoilta löytyvät lämpöpakkaukset eivät vastanneet odotuksia. Sekä natriumasetaatti-pakkauksissa että rautajauhelämpöpakkauksissa oli heikkouksia, joiden takia pakkaukset eivät ole sellaisenaan tarpeeksi tehokkaita auttamaan esimerkiksi veden varaan joutuneita kalastajia. Natriumasetaatti-pakkaukset lämpenivät todella nopeasti, mutta alijäähtyminen laukesi pakkasessa. Markkinoilla olevat rautajauhepakkaukset eivät toimineet veden alla kunnolla.

Rautajauhepohjaisen lämpöpakkauksen tuotekehittely on yksi vaihtoehto. Pakkausten pitää lämmetä paljon nopeammin ja toimia veden alla. Toisena vaihtoehtona on poltetun kalkin reaktio veden kanssa. Voimakkaasti eksotermistä reaktiota voi kokeilla vaihtoehtona lämpöpakkauksen lämmönlähteeksi. Kummassakin tapauksessa vaaditaan tarkempia laboratoriokokeita, teoreettisempaa pohdintaa ja lisää aikaa kemikaalien reaktioiden tutkimiseen. Poltetun kalkin jatkotutkimuksissa on mietittävä tarkoin myös turvallisuusseikkoja.

ABSTRACT

The purpose of this thesis was to search for chemical heating packs. The heat of the packs comes from an exothermic reaction. A suitable pack must warm body for at least 15 to 30 minutes to prevent hypothermia. In this thesis there is also some information about chemicals that form a lot of heat when they react with water.

The most heating packs found were based on supercooling of sodium acetate or rusting of iron powder. Packs were tested in laboratory conditions with simple experiments. The chemicals studied were calcium oxide (lime) and aluminium chloride.

Sodium acetate heat packs created rapidly heat. The problem was that supercooling went off when the pack was held in frost. Iron powder heat packs were too slow to form heat. They did not generate enough heat to help people in cold water.

Further research is required to develop more efficient iron powder based heating pack. Another option is to study and test the suitability of lime for heating element. There are many safety issues in using lime.