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氣凝膠

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二氧化硅氣凝膠(玻璃纖維針刺氈基材氣凝膠氈)特征及性能

發布時間:2019-01-29 13:47:10

       采用玻璃纖維針刺氈做基材 的SiO2氣凝膠復合保溫材料微觀結構特征及性能,主要表現在由纖維基材與SiO2 氣凝膠結合成的復合材料中,氣凝膠團聚體顆粒鑲嵌于以纖維材料為骨架的大量微米級甚至更大量級的孔隙中。從廣州佳鴻復合材料有限公司實驗室拍攝的纖維氈增強氣凝膠復合材料的 SEM 照片中,可清晰地看到纖維氈—氣凝膠復合材料的架構特征。氣凝膠具有海綿狀多孔網絡結構,其孔洞和骨架顆粒的大小大多在100 nm 以下,細長的纖維與氣凝膠團聚體顆粒交織在一起。圖中右半部顯示的是左半部所示的復合材料同一區域放大1000 倍后的形貌,可見復合后的材料保持了氣凝膠的高孔洞率和納米孔結構。雖然纖維材料的摻入略增加了復合材料的固態熱傳導,但其與純 SiO2 氣凝膠非常一致的微觀結構特征決定了該復合材料仍然具有極低的導熱系數。
 氣凝膠纖維復合材料的 SEM 照片
 氣凝膠纖維復合材料的 SEM 照片
       佳鴻熱保護實測由密度為 0. 12 ~ 0. 20 g /cm3 的玻璃纖維針刺氈基材與 SiO2 氣凝膠復合制成的保溫材料的導熱系數,發現其差異較小,均低于 0. 025 W/(m·K)。關于選用與玻璃纖維基材在密度或其他性能上差異較大的基材,其制成的氣凝膠復合保溫材料導熱系數是否有較大差異有待進一步研究。玻璃纖維針刺氈良好的整體強度和結構的完整性對自身強度脆弱的氣凝膠起到了較好的定型和增強作用,使制成的復合保溫材料強度大大提高。佳鴻熱保護實測表明,玻璃纖維針刺氈復合保溫材料的氣凝膠氈抗壓強度均大于 2 MPa,可以滿足較多用戶的實用需要。
 
       實驗表明SiO2 氣凝膠是一種高通透性多分支狀的三維納米多孔網絡結構的保溫隔熱材料,具有許多獨特性質和良好的應用前景。采用常壓干燥及表面修飾技術制備的疏水 SiO2 氣凝膠,與超臨界干燥制備的氣凝膠具有相似的納米多孔結構。佳鴻復合材料利用玻璃纖維針刺氈復合 SiO2 氣凝膠制成的保溫隔熱材料既保持了純 SiO2 氣凝膠的微觀結構特征,還具有極低的導熱系數,保溫隔熱性能優異,又獲得較好的強度,可滿足實用需要。
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