氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和超臨界干燥處理構成。在溶膠凝膠過程中,通過控制溶液的水解和縮聚反應條件,在溶體內形成不同結構的納米團簇,團簇之間的相互粘連形成凝膠體,而在凝膠體的固態骨架周圍則充滿化學反應后剩余的液態試劑。為了防止凝膠干燥過程中微孔洞內的表面張力導致材料結構的破壞,采用超臨界干燥工藝處理,把凝膠置于壓力容器中加溫升壓,使凝膠內的液體發生相變成超臨界態的流體,氣液界面消失,表面張力不復存在,此時將這種超臨界流體從壓力容器中釋放,即可得到多孔、無序、具有納米量級連續網絡結構的低密度氣凝膠材料。經過測試證實,氣凝膠對人體無毒無害,不吸收,綠色環保。湖北氣凝膠問題
氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量,有時也被稱為“固態煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪,其實非常堅固耐用,能承受1400攝氏度的高溫。氣凝膠的這些特性在航天探測上有多種用途。俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器上,都用到了氣凝膠材料。美國國家宇航局研制出的一種新型氣凝膠,由于密度只有每立方厘米3毫克,曾作為“世界上密度極低的固體”入選《吉尼斯世界紀錄》。2013年2月27日,中國浙江大學高分子科學與工程系實驗室的研究團隊制作,由高超教授(中國)領導制作的石墨烯氣凝膠,密度為0.16mg/cm3。創造了新的吉尼斯世界紀錄。該材料于2013年2月27日在《自然》雜志上公布。江蘇購買氣凝膠歡迎咨詢天陽氣凝膠紙超薄、超輕、具有柔性。
氣凝膠貌似“弱不禁風”,其實非常堅固耐用。它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力,在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低,絕緣能力比好的玻璃纖維還要強39倍。由于具備這些特性,氣凝膠便成為航天探測中不可替代的材料,俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器都用它來進行熱絕緣。氣凝膠在航天中的應用遠不止這些,美國國家宇航局的“星塵”號飛船正帶著它在太空中執行一項十分重要的使命———收集彗星微粒。科學家認為,彗星微粒中包含著太陽系中原始、古老的物質,研究它可以幫助人類更清楚地了解太陽和行星的歷史。2006年,“星塵”號飛船將帶著人類獲得的彗星星塵樣品返回地球。
氣凝膠可與玻璃纖維、陶瓷纖維或者碳纖維進行復合,提高體系的結合力,使表面不易脆裂粉化。常見的產品如氣凝膠玻璃纖維氈、氣凝膠陶瓷纖維氈、預氧化纖維等,該類產品主要應用于管道爐體等保溫隔熱,可取代聚氨酯泡沫、石棉保溫墊、硅酸鹽纖維等不環保、保溫性能差的傳統柔性保溫材料。在氣凝膠基體材料表面強度與韌性的材料進行復合,可提高整個材料體系的強度,拓寬更多的應用領域。純纖維氈雖然有隔熱效果,但是表面纖維容易斷裂粉化,造成浮纖或粉末污染,不適合長時間在高溫、壓縮和振動條件下使用。為解決該問題,市場上出現了一種新的氣凝膠材料復合辦法。在氣凝膠復合層的外部覆蓋一層更強度、高韌性的材料如膨體聚四氟乙烯和阻燃PET纖維的復合層,這類材料能夠應用在汽車隔熱等特殊領域。氣凝膠絕熱板于目前常用的絕熱保溫材料相比,絕熱效果可提高2~10倍。
氣凝膠絕熱氈和傳統保溫材料對比有以下優勢:1、導熱系數低:衡量保溫材料保溫效果好壞的指標就是導熱系數,氣凝膠絕熱氈導熱系數在0.020W(m.K),而傳統的保溫材料導熱系數在0.028W(m.K)~0.045W(m.K),由于導熱系數低,可以更薄的絕熱厚度達到同等的絕熱效果。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級不燃防火等級:氣凝膠絕熱氈屬于無機材料,具有完全不燃的A級防火性,而傳統保溫材料中,橡塑和聚氨酯屬于有機材料,容易發生火災。氣凝膠材料防火阻燃性能優良,燃燒時無明火無毒性鹽霧產生。江蘇氣凝膠公司
天陽氣凝膠保溫氈的用料厚度是傳統材料的20%~50%。湖北氣凝膠問題
氣凝膠其他用途:1、制作火星探險宇航服:2002年,美國宇航局成立了一家公司,專門生產更結實更有韌性的氣凝膠。美國宇航局2013年已經確定,在2018年火星探險時,宇航員們將穿上用新型氣凝膠制造的宇航服。該公司的科學家馬克·克拉杰沃斯基說,只要在宇航服中加入一個18毫米厚的氣凝膠層,那么它就能幫助宇航員扛住1300℃的高溫和零下130℃的低溫。“這是我見過的極有效的恒溫材料。”馬克如是說。2、防彈不怕被炸:防彈是新型氣凝膠的第二個重要用途。美國宇航局的這家公司正在對用氣凝膠建造的住所和軍車進行測試。根據試驗室的試驗情況來看,如果在金屬片上加一層厚約6毫米的氣凝膠,那么,就算直接炸中,對金屬片也分毫無傷。湖北氣凝膠問題