热贴发热的原理主要基于铁氧化反应放热,结合其他辅助材料加速反应过程。具体原理如下:
一、核心反应机制
铁氧化反应
热贴中的铁粉在潮湿空气中与氧气发生吸氧腐蚀反应,生成氢氧化铁并释放热量。反应方程式为:
$$2Fe + O_2 + 2H_2O \rightarrow 2Fe(OH)_2$$
进一步氧化为:
$$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 \cdot 3H_2O$$
该反应在常温下即可进行,但速度较慢。
催化剂加速反应
热贴中添加的氯化钠(食盐)作为催化剂,能加速铁粉与氧气的反应速率,使热量释放更迅速。
二、辅助材料的作用
活性炭
- 储存水蒸气,通过水蒸气液化后与空气中的氧气接触,提供反应所需的氧气;
- 增大铁粉与氧气的接触面积,进一步加速氧化反应。
聚合物基质
- 将铁粉、活性炭、水等成分封装在聚合物中,形成真空或半真空环境,延长发热时间(通常12-24小时)。
其他添加剂
- 部分产品可能添加无机盐(如氯化钠)增强催化效果,或使用远红外材料提升热传导效率。
三、温度调节机制
热贴外层通常覆盖透气膜,可根据温度变化调节热量释放速度,避免局部过热。
四、注意事项
正常使用(皮肤温度约37°C)是安全的,但若直接接触高温物体可能引发烫伤;
若发热贴过热或破损,应立即停止使用。
综上,热贴通过铁氧化反应放热,辅以活性炭、氯化钠等材料加速反应,并通过聚合物基质和透气设计实现安全、持久的发热效果。