氣凝膠材料本身具有強(qiáng)度低、脆性高的缺點(diǎn),為了克服這一缺點(diǎn),需要對(duì)氣凝膠材料進(jìn)行改性,這是目前很重要的工藝,通過(guò)改性可賦予氣凝膠材料不同性能。目前氣凝膠材料改性常用的方法就是摻雜,即加入摻雜劑或者增強(qiáng)/增韌材料,制備復(fù)合氣凝膠材料。復(fù)合氣凝膠材料的制備方法通常有兩種:一種是在凝膠過(guò)程前加入摻雜材料;另一種是先制備氣凝膠顆?;蛘叻勰?,再加入摻雜材料和黏結(jié)劑,經(jīng)模壓或注塑成型制成二次成型的復(fù)合體。常用的摻雜材料有玻璃纖維、莫來(lái)石纖維、巖棉、硅酸鋁纖,摻雜材料種類的選擇主要依氣凝膠復(fù)合材料的應(yīng)用目的而定。氣凝膠材料疏水性好,防水,防止發(fā)霉。江蘇氣凝膠顆粒

科學(xué)家聲稱,氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑,讓其保留完整的骨架。在以往制備氣凝膠的案例中,科學(xué)家主要采用溶膠—凝膠法和模板導(dǎo)向法。前者可以批量合成,但是可控性差;后者能產(chǎn)生有序的結(jié)構(gòu),但依賴于模板的精細(xì)結(jié)構(gòu)和尺寸,難以大量制備。高超課題組另辟蹊徑,探索出無(wú)模板冷凍干燥法:將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干,便獲得了“碳海綿”,并且可以任意調(diào)節(jié)形狀,令生產(chǎn)過(guò)程更加便捷,也使這種超輕材料的大規(guī)模制造和應(yīng)用成為可能。上海實(shí)用氣凝膠客戶至上天陽(yáng)氣凝膠的熱導(dǎo)率為0.012W/m·K,優(yōu)于其他添加劑。

氣凝膠絕熱氈和傳統(tǒng)保溫材料對(duì)比有以下優(yōu)勢(shì):1、導(dǎo)熱系數(shù)低:衡量保溫材料保溫效果好壞的指標(biāo)就是導(dǎo)熱系數(shù),氣凝膠絕熱氈導(dǎo)熱系數(shù)在0.020W(m.K),而傳統(tǒng)的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)在0.028W(m.K)~0.045W(m.K),由于導(dǎo)熱系數(shù)低,可以更薄的絕熱厚度達(dá)到同等的絕熱效果。采用氣凝膠絕熱氈能夠有效減少包裹層的厚度,減少熱損。2、A級(jí)不燃防火等級(jí):氣凝膠絕熱氈屬于無(wú)機(jī)材料,具有完全不燃的A級(jí)防火性,而傳統(tǒng)保溫材料中,橡塑和聚氨酯屬于有機(jī)材料,容易發(fā)生火災(zāi)。
有機(jī)氣凝膠經(jīng)過(guò)燒結(jié)工藝處理后將得到碳?xì)饽z這種導(dǎo)電的多孔材料是繼纖維狀活性碳以后發(fā)展起來(lái)的一種新型碳素材料,它具有很大的比表面積(600—1000m2/g)和高電導(dǎo)率(10—25s/cm).而且,密度變化范圍廣(0.05—1.0g/cm3).如在其微孔洞內(nèi)充入適當(dāng)?shù)碾娊庖?,可以制成新型可充電電池,它具有?chǔ)電容量大、內(nèi)阻小、重量輕、充放電能力強(qiáng)、可多次重復(fù)使用等優(yōu)異特性,初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:碳?xì)饽z的充電容量達(dá)3×104/kg2,功率密度為7kw/kg,反復(fù)充放電性能良好。氣凝膠材料防火阻燃性能優(yōu)良,燃燒時(shí)無(wú)明火無(wú)毒性鹽霧產(chǎn)生。

溶膠-凝膠法:通過(guò)硅源物質(zhì)的水解和縮聚獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的SiO2凝膠,反應(yīng)生成以≡Si-O-Si≡為主體的聚合物,再經(jīng)過(guò)老化階段后,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠。在凝膠形成的過(guò)程中,部分水解的有機(jī)硅發(fā)生縮聚反應(yīng),縮聚的硅氧鏈上未水解的基團(tuán)可繼續(xù)水解。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的酸堿度,控制水解-縮聚過(guò)程中水解反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的相對(duì)速率,可得到凝膠結(jié)構(gòu)。在酸性條件下(pH=2.0-5.0),水解速率較快,有利于成核反應(yīng)形成較多的核;在堿性條件下,有利于核的長(zhǎng)大及交聯(lián),易形成致密的膠體顆粒。強(qiáng)堿性或高溫條件下SiO2的溶解度增大,使終凝膠結(jié)構(gòu)形成膠粒聚集體。氣凝膠的種類很多,有硅系,碳系,硫系,金屬氧化物系,金屬系等等。上海實(shí)用氣凝膠客戶至上
天陽(yáng)氣凝膠紙隔熱性能優(yōu)越,隔熱性能是傳統(tǒng)材料的3~5倍。江蘇氣凝膠顆粒
氣凝膠材料的低成本大規(guī)模生產(chǎn),進(jìn)一步利用制成氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠玻璃、氣凝膠涂料等,可以作為絕熱材料、隔聲材料、吸附劑、干燥介質(zhì)、催化劑載體等進(jìn)行應(yīng)用。其中,氣凝膠氈、板可以用于建筑保溫、管道及設(shè)備保溫等,深入開(kāi)發(fā)這些保溫材料可以進(jìn)一步豐富市場(chǎng)中保溫材料的種類,具有更加多樣的應(yīng)用范圍,具有很好的市場(chǎng)前景。高熱阻、阻燃的氣凝膠材料豐富了保溫隔熱材料市場(chǎng),提高建筑的保溫性能和節(jié)能特性,避免了能源資源的浪費(fèi),氣凝膠的阻燃特性也提高了住戶的安全保障。輕質(zhì)保溫的氣凝膠材料制品將突破目前建筑保溫材料自身發(fā)展的瓶頸,有效推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化、建筑節(jié)能及其評(píng)價(jià)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可有效提高節(jié)能環(huán)保功能,積極促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。江蘇氣凝膠顆粒