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气凝胶,又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂,使凝胶中液体含量比固体含量少得多,或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,外表呈固体状,这即为干凝胶,也称为气凝胶。气凝胶复合密胺海绵气凝胶毯具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、防火阻燃﹑绿色环保等特性,其可替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。
气凝胶具有超轻、低密度、纳米微孔,特征是,具有超细蜂窝孔尺寸和多孔结构,由相互连接的聚合链连接而成。孔径一般低于 100 nm,气凝胶颗粒尺寸通常小于 20nm。它可以由无机材料(如二氧化硅、氧化铝等),有机材料(如聚酰亚胺、碳等),或混合材料(如凝胶玻璃等)而制得。
气凝胶的隔热原理一般有三种:
1.无穷遮挡效应:
气凝胶的气孔为纳米级气孔且气凝胶自身具有极低的密度,气凝胶内的气孔趋于“无穷多”,每个气孔壁都具有遮热板的作用,因而产生近于“无穷多遮热板”效应,使热辐射降到最低。
2.无对流效应:
气凝胶纳米材料中的气孔直径小于70nm, 气孔内的空气分子就失去了自由流动的能力,处于近似真空状态,无法进行热对流。
3.无穷长疏松路径效应:
气凝胶的密度极低、比表面大且体积骨架疏松,气凝胶有无穷多的纳米气孔,热量在气凝胶固体材料中沿着气孔壁传导,有无穷多的气孔壁构成“无穷长疏松的路径”效应,使固体热传导的能力下降到接近最低极限。
气凝胶产品与其它传统隔热材料隔热性能相比, 导热率最低,隔热效果优势明显,气凝胶材料导热系数随温度变化很小,传统保温材料随着温度升高,导热系数变化很大,隔热效果会变差。
气凝胶是一种固体物质形态,是世界上密度最小的固体之一。一般常见的气凝胶为硅气凝胶,也有碳气凝胶存在。目前最轻的硅气凝胶仅有3毫克每立方厘米,比空气重三倍,所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。
气凝胶的特性:
1、孔隙率很高,可高达99.8% ;
2、纳米级别孔洞(20~100nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm);
3、高比表面积,可高达1000m2/g;
4、低密度,可低至0.003g/cm3;
5、气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率,常温下可以低至0.013W/(m·K);
6、强度低,脆性大,由于其比表面积和孔隙率很大,密度很低,导致其强度很低。