-
鄒小姐：13326633089 -
-
cac_sales@sina.com 
當(dāng)今社會(huì)，節(jié)能、降耗、減排是被提倡的發(fā)展模式。可行的措施中，除了能源的高效轉(zhuǎn)化及可再生能源的合理開(kāi)發(fā)外，提高能源的利用效率也是節(jié)能的關(guān)鍵，這就是“隔熱材料”開(kāi)始得到重視的原因。
之所以這樣說(shuō)，是因?yàn)?/span>隔熱材料可憑借極低的導(dǎo)熱系數(shù)減少熱量在產(chǎn)生、輸送、儲(chǔ)存和使用等過(guò)程中的熱量損失，因此被廣泛應(yīng)用于建筑、化工、電子、服裝、航空航天等領(lǐng)域。而在這其中，最典型的代表莫過(guò)于二氧化硅氣凝膠了，由于具有低導(dǎo)熱性（<20.0 mW/m·K），介電常數(shù)（<1.7），折射率（<1.1）和高表面積（>1000.0 m2/g）等獨(dú)特性能，在許多方面上能夠發(fā)揮作用。在所提出的所有應(yīng)用中，作為隔熱材料應(yīng)用的潛在候選者無(wú)疑是最受人們關(guān)注的方向之一。
二氧化硅氣凝膠的隔熱原理
二氧化硅氣凝膠極低的熱導(dǎo)率主要?dú)w功于其獨(dú)特的納米孔和三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于氣凝膠的孔隙處于納米級(jí)，與聲子的平均自由程相近，當(dāng)熱量經(jīng)過(guò)氣凝膠孔隙時(shí)，納米孔將對(duì)聲子產(chǎn)生嚴(yán)重的散射作用，降低聲子的平均自由程，使熱量通過(guò)氣固耦合傳熱的效率降低。
同時(shí)，氣凝膠內(nèi)部的孔隙率很高，可達(dá)到90%以上，而納米孔的孔壁就像一個(gè)個(gè)的遮熱板，不斷的對(duì)熱輻射進(jìn)行反射、折射，無(wú)窮多的氣孔壁使得輻射傳遞的熱量不斷下降；氣凝膠孔隙尺寸與空氣分子的平均自由程相近，納米孔內(nèi)的氣體分子往往失去自由流動(dòng)的能力，使得氣孔內(nèi)處于真空狀態(tài)，對(duì)流傳熱的效率接近于零。
二氧化硅在隔熱方面的應(yīng)用
二氧化硅氣凝膠是目前隔熱性能最好的固態(tài)材料，因其存在脆性，應(yīng)用上一般會(huì)采取不同摻雜方法改進(jìn)力學(xué)性能。目前相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用已涵蓋科研、工業(yè)、國(guó)防等保溫隔熱場(chǎng)合，尤其是航空航天和航海領(lǐng)域，同時(shí)，還可用于民用和工業(yè)的多種領(lǐng)域，以下是二氧化硅氣凝膠的部分應(yīng)用形式。
1、氣凝膠氈
纖維增強(qiáng)法制備的復(fù)合材料一般稱為氣凝膠氈。目前，二氧化硅氣凝膠氈最主要被應(yīng)用在保溫隔熱建筑方面。相比起市場(chǎng)的巖棉、砌磚、纖維等傳統(tǒng)的墻體保溫材料，氣凝膠氈不僅具有極好的保溫性能，而且其也具有相應(yīng)的機(jī)械強(qiáng)度，能夠滿足墻體保溫的隔熱和強(qiáng)度要求。更有甚者將二氧化硅氣凝膠氈制成夾心結(jié)構(gòu)，使其能夠直接應(yīng)用于外墻體保溫。
2、隔熱玻璃
目前中國(guó)是成為世界第一玻璃幕墻出產(chǎn)和使用大國(guó)，雖然有著出色的采光及美觀優(yōu)勢(shì)，但玻璃幕墻因?yàn)?/span>吸熱和反光的特點(diǎn)，同時(shí)也會(huì)造成建筑能耗過(guò)高。但如果在玻璃幕墻加入氣凝膠，可在不影響玻璃原有采光及美觀條件下，增加其建筑物隔熱保溫能力，降低玻璃幕墻建筑物的能耗。Jensen等曾利用多孔硅氣凝膠填充玻璃中間層，發(fā)現(xiàn)隔熱性能確實(shí)得到增強(qiáng)，從而展示了硅氣凝膠窗廣闊的市場(chǎng)前景，有望成為未來(lái)節(jié)能減排的一大利器。
2、隔熱涂料/薄膜
目前關(guān)于氣凝膠在涂料/薄膜領(lǐng)域的研究正逐步展開(kāi)。涂料方面，中南大學(xué)的盧斌等曾將二氧化硅氣凝膠與水性丙烯酸樹(shù)脂混合制備玻璃用的隔熱涂料，高淑雅等將二氧化硅氣凝膠與環(huán)氧樹(shù)脂混合制備了氣凝膠的復(fù)合材料；薄膜方面，倪星元等曾制得金屬鋁膜與二氧化硅氣凝膠復(fù)合的保溫隔熱薄膜，使其保溫隔熱效果提高了五倍。
總結(jié)
“隔熱”對(duì)提高能量利用效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排的重要性顯然易見(jiàn)，因此研究二氧化硅氣凝膠在隔熱材料中的應(yīng)用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源和能源的高效利用、節(jié)能降耗減排具有非常重要的意義。它是否還有更多沒(méi)有被挖掘出來(lái)的潛力呢，就讓我們拭目以待！
資料來(lái)源：
二氧化硅氣凝膠的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景，孫達(dá)，周長(zhǎng)靈，陳恒，隋學(xué)葉，劉福田。
二氧化硅氣凝膠及其保溫材料制備和性能研究，包志康。
影響二氧化硅氣凝膠隔熱涂料熱導(dǎo)率的因素，何方，吳菊英，黃渝鴻，程娟，鄭偉。
粉體圈整理
