二氧化矽氣凝膠(玻璃纖維針刺氈基材氣凝膠氈)特徵及性能

2021-01-21 佳鴻熱保護

採用玻璃纖維針刺氈做基材 的SiO2氣凝膠複合保溫材料微觀結構特徵及性能,主要表現在由纖維基材與SiO2 氣凝膠結合成的複合材料中,氣凝膠團聚體顆粒鑲嵌於以纖維材料為骨架的大量微米級甚至更大量級的孔隙中。從佳鴻熱保護實驗室拍攝的纖維氈增強氣凝膠複合材料的 SEM 照片中,可清晰地看到纖維氈—氣凝膠複合材料的架構特徵。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複合材料同一區域放大1000 倍後的形貌,可見複合後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複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徵決定了該複合材料仍然具有極低的導熱係數。

氣凝膠纖維複合材料的 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 氣凝膠複合製成的保溫材料的導熱係數,發現其差異較小,均低於 0. 025 W/(m·K)。關於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,其製成的氣凝膠複合保溫材料導熱係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,使製成的複合保溫材料強度大大提高。佳鴻熱保護實測表明,玻璃纖維針刺氈複合保溫材料的氣凝膠氈抗壓強度均大於 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。採用常壓乾燥及表面修飾技術製備的疏水 SiO2 氣凝膠,與超臨界乾燥製備的氣凝膠具有相似的納米多孔結構。佳鴻複合材料利用玻璃纖維針刺氈複合 SiO2 氣凝膠製成的保溫隔熱材料既保持了純 SiO2 氣凝膠的微觀結構特徵,還具有極低的導熱係數,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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  • 玻璃纖維針刺保溫棉氈有哪些優缺點?
    玻璃纖維類保溫隔熱材料性能優良,防明火不燃性,環保,價格實惠等優點,正因如此應用廣泛非常,在家用電器、廚房電器、機械設備、工業管道、石油、化工、船舶、保溫節能等方面頗受歡迎。相比氣凝膠,雖然玻璃纖維針刺棉氈導熱係數0.03比氣凝膠的0.018要高一些,但耐不住玻璃纖維保溫棉氈價格便宜,對於有些對保溫層空間要求不是特別苛刻的應用領域還是一個相對不錯的選擇。
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    密度最低、熱導率最低的二氧化矽氣凝膠在隔熱塗層織物製備中大顯身手 發表時間:2018/2/2
  • 氣凝膠保溫塗料現狀及未來發展方向
    二氧化矽氣凝膠在保溫隔熱領域的主要應用產品形式有4種:氣凝膠粉體/顆粒;氣凝膠氈;氣凝膠板;氣凝膠玻璃,其中塗料行業主要在氣凝膠粉體的基礎上製備氣凝膠塗料。 組成和性能 氣凝膠保溫塗料以自交聯丙烯酸乳液為成膜物、以SiO2氣凝膠、空心玻璃微珠、六鈦酸鉀晶須等為填料,在多種助劑的配合下製備而成。
  • 很多人知道氣凝膠,但不知道氣凝膠有哪些形態的產品?
    從氣凝膠被發明開始,就創下多項吉尼斯紀錄,在熱學、光學、電學、力學、聲學等領域顯示許多奇特的性能,被稱為改變世界的神奇材料,是一種具有巨大發展潛力和廣泛發展前景的新型材料。 當前很多人都知道氣凝膠,但更多的人不了解氣凝膠形態的產品及其應用領域,今天佳鴻熱保護就為大家科普一下氣凝膠相關形態的產品及應用。
  • 氣凝膠主要產品形態及應用有哪些?
    目前氣凝膠的產品形態主要有氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠布、氣凝膠紙、氣凝膠顆粒、氣凝膠粉末、氣凝膠塗料和氣凝膠異形件等。這些形態的產品,都是氣凝膠與相應纖維材料複合而成,基本的工藝技術比較相似,但是產品應用領域和產品性能有較大的區別。
  • 二氧化矽氣凝膠產品供應商——同玄新材
    什麼是二氧化矽氣凝膠?氣凝膠是目前世界上最輕、隔熱性能最好的固態材料。二氧化矽氣凝膠是以SiO2膠質粒子為骨架而構成的一種高比表面積、高孔隙率、低密度、極低熱導率的納米多孔材料。二氧化矽氣凝膠隔熱機理與應用SiO2氣凝膠的熱導率由三部分組成:氣態熱導率、固態熱導率、輻射熱導率。
  • 如何提高二氧化矽氣凝膠的力學性能和疏水性?
    影響SiO2氣凝膠性能的主要因素有溶液的酸鹼度、組分配比、反應時間及溫度、後處理工藝、乾燥工藝等。SiO2氣凝膠力學性能提高方法主要有:纖維增強法、構建骨架增強法、有機-無機雜化合成法。一般情況下,纖維材料與SiO2氣凝膠進行複合後,無機陶瓷纖維可提高SiO2氣凝膠的抗壓性能,纖維素纖維可提高SiO2氣凝膠的抗拉伸性能。雖然在SiO2氣凝膠中引入纖維,能夠增強其力學性能,但也可能增加SiO2氣凝膠固相傳熱,影響隔熱性能。所以,纖維增強法對纖維材料材質、纖維在溶膠相中的分散均勻性,以及溶膠對纖維的包覆性有很高的要求。
  • 聽說過「神奇材料」氣凝膠嗎?3毫米纖維就可抵禦-180℃極寒
    打個比方,冬天我們保暖最常見的就是羽絨服,但衣服內層只需3毫米氣凝膠纖維,就能抵禦-180℃的極寒,是羽絨服的數倍。如今,這種神奇材料氣凝膠生產線落戶重慶,系列產品將投放全球市場。能抵禦極寒的氣凝膠纖維,常常會用在防寒服上,在南極科考、登珠峰等應用廣泛。愛美的妹妹,冬天穿上氣凝膠纖維製作的絲襪,也不會再「美麗凍人」了喲!
  • 氣凝膠氈作為保溫材料中的佼佼者它的性能優勢有哪些?
    氣凝膠氈作為新一代的納米級隔熱保溫材料,已經成為未來保溫隔熱材料的主力軍,特別是2018年開始,氣凝膠氈已被越來越多的行業信賴,為什麼氣凝膠氈這麼好呢?下面我們來分析下。氣凝膠氈首先氣凝膠氈導熱率小,產品的主要成分是氣凝膠,它的分子直徑非常小,能夠通過熱量的顆粒斷面積非常小,所以與一般的保溫材料相比
  • 氣凝膠行業深度報告:一個百億美元空間的新材料賽道
    氣凝膠的種類氣凝膠可分為無機氣凝膠、有機氣凝膠、混合氣凝膠和複合氣凝膠。常見的氣凝膠 主要是矽氣凝膠、碳氣凝膠和二氧化矽氣凝膠,新進發展的氣凝膠主要是氧化石墨 烯氣凝膠、富勒烯氣凝膠和纖維/二氧化矽氣凝膠。
  • Nature:油墨微筆直寫3D列印二氧化矽氣凝膠技術
    Nature:油墨微筆直寫3D列印二氧化矽氣凝膠技術由於其極低的熱導率和開孔結構,二氧化矽氣凝膠已經被廣泛應用於熱絕緣、催化劑、物理學、環境修復、光學器件。二氧化矽氣凝膠在目前熱絕緣方面具有很大市場,尤其是在空間受限下的理想材料。
  • 3D列印微型二氧化矽氣凝膠
    二氧化矽氣凝膠具有極低的熱導率和其獨特的開孔結構,在隔熱、催化、物理、環境修復、光學設備和超高速粒子捕獲等方面有著廣泛的應用。它的一個主要缺點是較脆。雖然在一些體積較大的應用如建築隔熱設計方面,可以利用纖維增強或者膠黏劑的方法解決較脆的問題。但是,在製備小型二氧化矽氣凝膠時仍然受到限制。
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  • 氣凝膠材料被列入國家重點節能低碳技術推廣目錄 黃金髮展期將至
    我國處於國際第一梯隊2014年世界材料大會提出,氣凝膠由90%以上的空氣和不足10%的固體構成,它可以承受相當於自身質量幾千倍的壓力,在溫度達到1200℃時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低,絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。
  • 全解ETH瑞士材料實驗室《自然》可列印二氧化矽氣凝膠的增材製造
    纖維增強劑和粘合劑可用於克服其在建築和工業絕緣中的大量應用,但可加工性差,再加上難以精確鑄造小物體的困難,限制了二氧化矽氣凝膠的微型化潛力。增材製造為實現小型化提供了另一種途徑,但「被認為對於二氧化矽氣凝膠不可行」。【科研摘要】先前,瑞士聯邦材料實驗室和蘇黎世聯邦理工學院華人學者Shanyu Zhao 和Wim J.
  • 從果凍到外太空追星:氣凝膠的前世今生
    氣凝膠正在不斷走近人們的生活。北京化工大學潘凱教授團隊在製備石墨烯氣凝膠時引入納米纖維,通過對靜電紡絲聚丙烯腈(PAN)納米纖維進行預處理,之後採用冷凍乾燥法將其和氧化石墨烯共同製備出具有「多層結構+孔結構+納米纖維」多級結構的納米纖維/石墨烯氣凝膠。
  • 氣凝膠與傳統材料相比的優勢有哪些
    一、隔熱、耐高溫   由於氣凝膠近於無窮多納米孔的存在,熱流在固體中傳遞時就只能沿著氣孔壁傳遞,無窮多的氣孔壁構成了近於「無窮長路徑」效應,使得固體熱傳導的能力下降到接近最低極限。氣凝膠氈不僅可以用於庫房、冷藏室、特製帳篷等固定場所保溫,還可以在戰地指揮車、恆溫運輸箱、機車熱源、精密儀器儲存箱等移動場所隔熱。
  • 氣凝膠應用在家用電熱水器中有什麼優缺點?
    隨著氣凝膠生產工藝的提升和對保溫效果的認可,氣凝膠氈在熱保護領域得到了廣泛的應用。如我們家庭中常用的家用電熱水器水箱的熱保護效果直接會影響到能耗和容量,做好水箱的保溫工作對提高熱水器的熱效率有著非常重要的意義。
  • 氣凝膠保暖纖維的研究突破
    通過對中空纖維和超細纖維的研究發現,纖維材料的保暖性能與纖維材料內部靜止空氣含量成正比,與纖維直徑大小成反比,與整體材料密度成反比。氣凝膠纖維具有孔隙率極高、密度超低等顯著特徵,理論上是隔熱保溫效果最好的一種纖維,有望取代超細纖維、甚至顛覆羽絨,是下一代保暖纖維的最重要發展方向。但氣凝膠的高孔隙率特徵也造成其製備面臨著極大挑戰。
  • 納米二氧化矽氣凝膠:高大上技術背後的民用亮點
    現場的測試表明,相比傳統材料,二氧化矽氣凝膠的保溫層厚度僅有一半,每公裡每年可以節約25萬元,頗具經濟性。之所以用在工業領域,博天子睿公司的創始人趙峰稱,工業領域的收益較好,而且國內優質原油資源越來越少,各大油田都在開採稠油。二氧化矽氣凝膠的應用領域很廣泛,工業管線之外在民用領域也可以大力推廣。