氣凝膠技術(shù)交流會(huì)議問(wèn)答記錄

以水玻璃為硅源制備氣凝膠的過(guò)程中鈉離子等雜質(zhì)離子對(duì)氣凝膠的影響及工業(yè)制備方法？答：目前，工業(yè)上生產(chǎn)氣凝膠主要應(yīng)用于隔熱保溫方面。而以水玻璃為硅源制備氣凝膠的過(guò)程中，由于水玻璃含有大量雜質(zhì)離子（例如鈉離子）對(duì)氣凝膠的隔熱保溫性能、光學(xué)性能有嚴(yán)重影響，因此目前工業(yè)生產(chǎn)氣凝膠一般選用有機(jī)溶劑（硅烷、硅脂、硅醚）為硅源。另一方為了減少雜質(zhì)離子對(duì)氣凝膠的影響一般選用含鈉離子較少的硅溶膠為硅源制備氣凝膠。如何增強(qiáng)氣凝膠力學(xué)性能？答：一般提高氣凝膠力學(xué)性能的方法有三種：一是對(duì)氣凝膠表面羥基接枝從而形成更大鏈狀結(jié)構(gòu)或更大的空間結(jié)構(gòu)或是在保證氣凝膠原有結(jié)構(gòu)的條件下?lián)诫s其它物質(zhì)，通過(guò)設(shè)計(jì)分子鏈設(shè)計(jì)它的力學(xué)性能。二是加入其它有機(jī)溶劑與氣凝膠形成混聯(lián)（例如聚脲氣凝膠強(qiáng)度是普通氣凝膠的100倍）三是加入纖維（碳纖維、玻璃纖維等）使纖維表面羥基與氣凝膠表面羥基縮合形成相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)鍵。氣凝膠制品的市場(chǎng)應(yīng)用？答：氣凝膠是一種無(wú)規(guī)、多孔、連續(xù)的固體空間三維結(jié)構(gòu)，具有比表面積大、隔熱性能好、吸附性強(qiáng)及優(yōu)越的光學(xué)性等。目前解決氣凝膠材料性能和降低其生產(chǎn)成本，使其能夠更加廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域是不可避免的發(fā)展潮流。納米陶瓷隔熱氈的技術(shù)指標(biāo)及性能參數(shù)？答：目前，我國(guó)還沒(méi)有關(guān)于氣凝膠的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我正在參與制定我國(guó)關(guān)于氣凝膠及氣凝膠材料的性能指標(biāo)。目前納米陶瓷隔熱氈的技術(shù)指標(biāo)主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：導(dǎo)熱系數(shù)、耐溫性、掉粉情況、密度。性能參數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)：工業(yè)生產(chǎn)基本控制在0.02-0.025w/(m.k)，國(guó)內(nèi)較好的能做到0.015-0.02w/(m.k)。密度：納米陶瓷隔熱氈的密度與基料的密度有關(guān)。一般基料密度為130-150g/m3,氣凝膠氈密度為150-180g/m3。掉粉:目前還未能完全解決掉粉問(wèn)題?，F(xiàn)在大多數(shù)采用物理法進(jìn)行防掉粉處理。納米陶瓷隔熱氈相對(duì)于其他隔熱材料的優(yōu)勢(shì)?答:傳統(tǒng)的隔熱材料分為三大類(lèi):有機(jī)發(fā)泡體、無(wú)機(jī)發(fā)泡體、纖維制品。傳統(tǒng)材料存在的問(wèn)題:1.有機(jī)發(fā)泡體易燃燒、不耐高溫；2.無(wú)機(jī)發(fā)泡體易風(fēng)化、易脆、強(qiáng)度低、導(dǎo)熱系數(shù)高；3.纖維制品以巖棉為例遇水、遇堿會(huì)成粉狀形成空鼓,不安全,使用壽命短。納米陶瓷隔熱氈的優(yōu)勢(shì)：導(dǎo)熱系數(shù)低、材料質(zhì)薄,節(jié)省空間、超級(jí)隔熱、為無(wú)機(jī)材料不燃燒。在高溫隔熱條件下如何提高氣凝膠的隔熱性能？答：氣凝膠傳熱機(jī)制主要有以下三個(gè)方面：1）.骨架傳熱；2）.輻射傳熱；3）.氣體傳熱。輻射傳熱在溫度高于400°C時(shí)紅外輻射使氣凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)急劇增加，降低輻射傳熱的方法主要通過(guò)反射來(lái)解決，通過(guò)加入遮光劑或吸收劑減少輻射傳熱，從而提高隔熱性能。納米陶瓷隔熱氈的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀?答：近幾年隨著國(guó)內(nèi)氣凝膠生產(chǎn)技術(shù)的提高與完善，我國(guó)已制備出柔性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、適用溫度范圍廣、A1防火、防水、不老化、吸附隔音、等優(yōu)異性的氣凝膠氈。氣凝膠氈被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的保溫隔熱材料。氣凝膠隔熱氈板一年的市場(chǎng)份額在29億美元左右，而我國(guó)現(xiàn)況每年市場(chǎng)份額只有不到2億人民幣，所以說(shuō)在我國(guó)二氧化硅氣凝膠隔熱材料有很大的市場(chǎng)空間。納米陶瓷隔熱氈應(yīng)用范圍？答:納米陶瓷隔熱氈憑借著自身優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于管道包覆保溫防護(hù)、罐體保溫隔熱防護(hù)、家電隔熱防護(hù)、汽車(chē)、消防器材等各個(gè)領(lǐng)域。納米陶瓷隔熱氈未來(lái)的發(fā)展方向?答：納米陶瓷隔熱氈未來(lái)的發(fā)展方向分為兩個(gè)方面：研發(fā)方向和市場(chǎng)方向。研發(fā)方向：1）氣凝膠高溫疏水性的問(wèn)題（600C能具有良好的疏水性）；2）納米陶瓷隔熱氈掉粉問(wèn)題（通過(guò)氣凝膠基團(tuán)、纖維基團(tuán)或加入其它有機(jī)基團(tuán)的復(fù)合）；市場(chǎng)方向：根據(jù)氣凝膠優(yōu)異的性能制備出多元化產(chǎn)品，降低成本使其能更加廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。波阻梯度材料（防爆板）防爆機(jī)理？答：波阻梯度材料（防爆板）的防爆機(jī)理主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是波阻梯度材料（防爆板）特有的微觀結(jié)構(gòu)能夠?qū)Ρ〞r(shí)產(chǎn)生的力的作用進(jìn)行消散；二是阻梯度材料（防爆板）良好的隔熱性能能阻止爆炸產(chǎn)生的熱能傳遞到金屬表面，從而使金屬表面溫度低于金屬脆性形變的溫度。波阻梯度材料（防爆板）與其它防爆材料性能優(yōu)勢(shì)的對(duì)比?答：目前其它防爆材料有陶瓷防爆材料、金屬?gòu)?fù)合防爆材料以及多功能復(fù)合防爆材料，但這些材料普遍都存在一些問(wèn)題例如成本高、密度大、減震性能差，瓷防爆材料、金屬?gòu)?fù)合防爆材料韌性差、防爆性能差等問(wèn)題。而波阻梯度材料（防爆板）與其她材料相比具有防爆能力強(qiáng)（6mm氣凝膠防爆板可承受8kgTNT產(chǎn)生的沖擊波，對(duì)輕型裝甲車(chē)輛頂部進(jìn)行小當(dāng)量爆破，可以做到無(wú)穿透，變形量小于5cm）、減震、防火、降噪（如經(jīng)過(guò)防護(hù)后可以將90dB的噪音降低到小于70dB）、保溫、成本低、密度低于（300kg/m3）等優(yōu)異特性被應(yīng)用于防爆材料。波阻梯度材料（防爆板）的應(yīng)用領(lǐng)域?答：目前波阻梯度材料（防爆板）主要應(yīng)用于車(chē)輛的減震、防爆、降噪隔音，民用設(shè)施的防火、防爆、減震，警用裝備，船舶領(lǐng)域的防爆、降噪、隔熱，電子行