当前位置:首页公司动态分类1 › 为什么市场上的纳米气凝胶毡生产厂家不多,你知道原因吗?

为什么市场上的纳米气凝胶毡生产厂家不多,你知道原因吗?

发布来源:廊坊美尚瑞保温材料有限公司  发布日期: 2022-08-17  访问量:156

纳米气凝胶毡简称气凝胶毡,以纳米二氧化硅和气凝胶为主要材料 ,柔性保温毡由玻璃纤维棉或预氧化纤维毡的特殊工艺制成。纳米气凝胶毡目前约4000C固体绝热材料在温度区域内导热系数较低 ,它具有柔软、切割密度小、无机防火整体疏水、绿色环保等特点。可替代传统的柔性保温材料,如玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等。市场上销售的纳米气凝胶毡是块状的,当然,可以根据客户的需要任意形状。虽然在纳米气凝胶毡中添加的气凝胶不多,但不影响其使用效果。虽然纳米气凝胶毡的隔热效果很好,但在市场上并不流行。它之所以不流行,是因为它必须从纳米一氧化硅气凝胶开始。本文首先介绍了纳米二氧化硅气凝胶的制备工艺。

SiO2气凝胶的制备一般可分为 生成溶胶-凝胶法SiO2醇凝胶工艺和干燥SiO两个气凝胶工艺:

1.溶胶-凝胶法制备SiO二醇凝胶工艺

溶胶凝胶过程是指线度为1 ~ 100nm固体颗粒均匀分散在适当的液体中形成的单相溶液在一定的反应条件下转化为具有一定强度的多孔固体块(凝胶)。因此,溶凝胶过程是SiO形成气凝胶纳米多孔结构的前提和基础。

目前,正硅酸乙脂在国内外广泛用作制备SiO气凝胶的主要原料。制备方法是先酸化正硅酸乙脂(加入HCI)制备溶胶,在溶胶中加入碱性物质(如NH4OH)调节pH值至5 ~ 7.强烈搅拌,然后陈化几天,充分连接网络结构微区,获得高强度凝胶体。将这种充满水的凝胶体反复浸泡在水中,去除各种可溶离子,然后在Z醇中浸泡很长时间(乙醇不参与反应,用作调节网络密度的稀释剂,较终调节气凝胶密度)。在浸泡过程中,水和乙醇相互溶解。较后,凝胶中的大部分水分子被乙醇取代SiO2醇凝胶。

2、干燥SiO2 气凝胶工艺

要得到SiO2.对于气体凝胶,必须首先尝试去除凝胶网孔中的溶剂和反应残留物。由于孔的尺寸为纳米量级,在不损坏纳米结构的情况下,极难去除这些液体物质,因此选择合适的干燥工艺至关重要。

因为凝胶表面有大量的凝胶,OH等亲水离子团,使凝胶体的微孔有很强的毛细作用。强大的毛细作用力导致凝胶体纳米量级的孔隙消失。因此,传统的干燥方法,即在室温或适当加热条件下,溶剂自然挥发或通过减压挥发,会逐渐收缩凝胶体积,破坏开裂的纳米孔结构,体积密度迅速增加, 较后碎成很多小块,得不到气凝胶,可以作为纳米孔的超级绝缘材料。目前,主要采用的干燥方法为超临界干燥法和非超临界干燥法。

(1)超临界干燥法

超临界干燥技术是近年来发展起来的一种新型化。在超临界状态下,气液之间不再存在界面,而是成为气液之间的均匀流体。这种流体逐渐从凝胶中排出,因为没有气一液界面,也没有毛细作用,所以不会引起|凝胶体的收缩和结构的破坏。直到所有流体都从凝胶体中排出,较终获得具有纳米孔结构的超轻气凝胶。

目前,超临界干燥中使用的介质包括水、乙醇和液体CO2水的临界温 度为374.11,压力为22MPa,乙醇的临界温度为239,压力为8,CO临界温度为31.10,压力是7.37MPa。从上述数据可以看出,使用液体CO较低温度和压力作为超临界干燥介质所需的较安全操作。另一方面,低温干燥基本保持了醇凝胶的微观结构,为研究结构与性能的关系创造了条件,使该技术更接近实用性。因此,目前国内外大多采用液体CO作为超临界干燥介质。

采用液态CO超临界干燥一般采用醇化凝胶。将醇化凝胶放入高压釜中,然后将高压凝胶放入高压釜中CO2气体在管道中冷却成液体后,充入高压釜,然后缓慢加热高压釜,直到达到超临界压力,然后缓慢加热,缓慢释放CO直到釜内压力与外部大气压平衡超过临界干燥过程,介质通常持续3次~ 7d ,醇凝胶和液体CO2中,乙醇逐渐溶于凝胶孔中CO2后形成以CO2为主的单.溶液体系。

纳米气凝胶毡

(2)非超临界干燥法

虽然超临界干燥法可以保证SiO2气凝胶在F干燥过程中结构不受损坏,但超临界干燥过程需要高压设备,控制条件恶劣,整个干燥过程耗时,制备效率低。因此,气凝胶的制备成本非常高,限制了块状气凝胶的大规模推广和应用。因此,常压和低于临界条件的制备方法引起了广泛的重现。

常压和次临界干燥法制备的凝胶大致可分为两兄弟:一种情况是用表面张力小的液体代替凝胶中表面张力大的液体,然后在常压或次临界压力下分步干燥;另一种情况是将老化的气凝胶烷基化,用有机溶剂代替水,然后在常压下干燥。

采用相对廉价的多聚硅为硅源利用表面修饰以及降低凝胶孔洞中液体的表面张力等技术,减小SiO2凝胶在干燥过程中收缩,在常压下成功制备SiO2气凝胶。这些气凝胶是典型的纳米孔超绝缘材料,导热性略高,但避兔采用昂贵的超临界干燥技术,有利于SiO大规模工业应用气凝胶。

正硅酸乙脂(TEOS)两步水解收缩,用乙醇溶剂替换TEOS乙醇溶液浸泡、老化,在表面张力比水小得多的乙醇分级干燥下实现了块状气凝胶的非超临界干燥制备,所得的SiO气凝胶具有一定的强度和良好的形状,其微结构、粒径和孔分布也完全一致。

了解了纳米SiO2气凝胶的制备过程是否非常繁琐,正是因为其制备工艺仍然复杂,成本高,单一SiO2.气凝胶强度很低,不能大规模生产,导致纳米SiO2.纳米气凝胶毡等以气凝胶为主要材料的纳米保温材料价格高于其他保温材料。然而,随着制备技术的不断改进和工业成本的不断降低,纳米气凝胶毡将在国防、工业生产等领域发挥越来越重要的作用,并将在绝缘领域引发划时代的技术革命。

http://www.lfhaorui.com