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气凝胶材料的隔热防火性能知识

浏览:0 发布日期:2019-02-08

  气凝胶,又称为干凝胶,是化学溶液经反应,先形成溶胶,再凝胶化获得的凝胶,除去凝胶中的溶剂,获得的一种空间网状结构中充满气体,外表呈固体状密度极低的(接近空气密度)多孔材料。

  气凝胶是目前已知最轻的固体材料,也是迄今为止保温性能最好的材料,在众多领域有着广泛而巨大的应用价值,被称为“改变世界的神奇材料”。

  工业建筑和维持室内舒适温度所消耗的能量占到世界每年总能耗的30%以上,隔热材料的使用可以提高建筑物的能量利用率和降低能耗。然而,传统的有机隔热材料普遍易燃,有机阻燃剂的使用则会对环境和人类健康造成危害。目前市场上使用的有机无机复合隔热材料虽然阻燃性有所提高,但不耐腐蚀。

  近日,中国科学技术大学成功研制了具有双网络结构的酚醛树脂/二氧化硅复合气凝胶材料。该材料具有轻质多孔、隔热防火和耐火焰侵蚀的特点。

  该材料是一种双网络结构的复合气凝胶,具有树枝状的微观多孔结构,纤维的尺寸在20 纳米以内,且两种组分各自都成连续的网络,实现了有机、无机组分在纳米尺度上的均匀分散。研究人员通过调控硅源的添加量,即可调控复合气凝胶的密度、无机含量、力学强度等物理参数,从而增强其结构的机械稳定性。

  该气凝胶的两组分间具有很强的相互作用,协同其多孔性,从而产生了很好的保温隔热效果,不仅优于传统商用的发泡聚苯乙烯、矿物棉等工业材料,而且在低温和低湿度的环境下也能维持很好的隔热效果。

  此外,这种独特的双网络结构还赋予了气凝胶优异的防火阻燃和耐火焰侵蚀的性能。

  研究表明,钢筋混凝土结构在受热3500C以上强度会迅速下降,从而引起坍塌。而使用这种新型材料可以避免火灾时建筑物承力结构的失效,为人员撤离争取宝贵时间。新型材料气凝胶的隔热防火性能。


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