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氣凝膠復合材料工藝及納米微孔絕熱材料

發布時間:2019-01-31 18:57:56

        一般來說因為氣凝膠很脆,基本上無法當獨應用,市場上銷售的氣凝膠多為氣凝膠與增強纖維的復合產品。復合的方式也大體上分為兩種,一種叫原位復合或一次復合,另一種叫兩次復合。
       所謂一次復合就在氣凝膠制備過程的溶膠-凝膠階段,硅溶膠直接浸潤增強纖維,共同經歷凝膠老化、改性、干燥,直到產品生產結束。這種方法獲得的氣凝膠復合材料,相對而言氣凝膠是連續相,纖維是分散相,所得氣凝膠產品往往可以獲得較低的導熱系數,并且產品質量的一致性較好,也是目前國內外氣凝膠企業的主流復合方式。
        所謂二次復合,就是先制備出氣凝膠粉末,然后在設法把氣凝膠粉末與纖維復合在一起。這種方法獲得產品氣凝膠和纖維都不是連續相,氣凝膠均勻分散難度較大,目前采用此法的氣凝膠企業較少。
       氣凝膠氈
氣凝膠氈
       在納米孔絕熱材料家族,除了氣凝膠外,還有另一個分支就是納米微孔絕熱材料,其在高溫下優異隔熱性能甚至優于當前的氣凝膠材料。納米微孔絕熱材料與氣凝膠材料主要區別是:在工藝上,氣凝膠采用的溶膠-凝膠技術獲得整體連續的納米孔結構,形象來說就像是一個孔洞尺寸極小的蜂窩,納米微孔絕熱材料制備過程一般是通過分散混合工藝把不同組分的納米顆粒與增強纖維均勻分散,加入一定量粘結劑,再經壓制成型,通過納米顆粒堆積形成納米孔洞結構;在產品形態上,氣凝膠當前以氈和板為主,納米微孔為板和異形件為主;在應用溫度上,氣凝膠一般應用于650℃以下,納米微孔絕熱材料一般應用在700℃以上,1200℃以下的范圍。兩者在使用溫度和產品形態上有互補性。
       從工藝角度進一步展開,納米微孔絕熱材料相對于當前氣凝膠主要做了三個方面的優化:一是其組分中含有較高比例的紅外遮光劑,進一步制約了高溫輻射對傳熱影響;二是組分纖維含量大大減少,減少了高溫下增強纖維對的熱傳導;三是產品密度一般為350-500kg/m3(氣凝膠一般為200kg/m3左右),平均納米孔徑較小,對高溫下的空氣對流進一步限制。
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