氣凝膠技術(shù)交流會議問答記錄

以水玻璃為硅源制備氣凝膠的過程中鈉離子等雜質(zhì)離子對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程中，由于水玻璃含有大量雜質(zhì)離子（例如鈉離子）對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溶劑（硅烷、硅脂、硅醚）為硅源。另一方為了減少雜質(zhì)離子對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)，通過設(shè)計分子鏈設(shè)計它的力學(xué)性能。二是加入其它有機溶劑與氣凝膠形成混聯(lián)（例如聚脲氣凝膠強度是普通氣凝膠的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穩(wěn)定的化學(xué)鍵。氣凝膠制品的市場應(yīng)用？答：氣凝膠是一種無規(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，我國還沒有關(guān)于氣凝膠的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我正在參與制定我國關(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題。現(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于其他隔熱材料的優(yōu)勢?答:傳統(tǒng)的隔熱材料分為三大類:有機發(fā)泡體、無機發(fā)泡體、纖維制品。傳統(tǒng)材料存在的問題:1.有機發(fā)泡體易燃燒、不耐高溫；2.無機發(fā)泡體易風(fēng)化、易脆、強度低、導(dǎo)熱系數(shù)高；3.纖維制品以巖棉為例遇水、遇堿會成粉狀形成空鼓,不安全,使用壽命短。納米陶瓷隔熱氈的優(yōu)勢：導(dǎo)熱系數(shù)低、材料質(zhì)薄,節(jié)省空間、超級隔熱、為無機材料不燃燒。在高溫隔熱條件下如何提高氣凝膠的隔熱性能？答：氣凝膠傳熱機制主要有以下三個方面：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反射來解決，通過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內(nèi)現(xiàn)狀?答：近幾年隨著國內(nèi)氣凝膠生產(chǎn)技術(shù)的提高與完善，我國已制備出柔性好、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)用于各個領(lǐng)域的保溫隔熱材料。氣凝膠隔熱氈板一年的市場份額在29億美元左右，而我國現(xiàn)況每年市場份額只有不到2億人民幣，所以說在我國二氧化硅氣凝膠隔熱材料有很大的市場空間。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、消防器材等各個領(lǐng)域。納米陶瓷隔熱氈未來的發(fā)展方向?答：納米陶瓷隔熱氈未來的發(fā)展方向分為兩個方面：研發(fā)方向和市場方向。研發(fā)方向：1）氣凝膠高溫疏水性的問題（600C能具有良好的疏水性）；2）納米陶瓷隔熱氈掉粉問題（通過氣凝膠基團(tuán)、纖維基團(tuán)或加入其它有機基團(tuán)的復(fù)合）；市場方向：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)用于各個領(lǐng)域。波阻梯度材料（防爆板）防爆機理？答：波阻梯度材料（防爆板）的防爆機理主要體現(xiàn)在兩個方面：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)勢的對比?答：目前其它防爆材料有陶瓷防爆材料、金屬復(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題例如成本高、密度大、減震性能差，瓷防爆材料、金屬復(fù)合防爆材料韌性差、防爆性能差等問題。而波阻梯度材料（防爆板）與其她材料相比具有防爆能力強（6mm氣凝膠防爆板可承受8kgTNT產(chǎn)生的沖擊波，對輕型裝甲車輛頂部進(jìn)行小當(dāng)量爆破，可以做到無穿透，變形量小于5cm）、減震、防火、降噪（如經(jīng)過防護(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