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发布时间:2020-08-27 23:18:02
气凝胶的制备过程分为两步:制备湿凝胶、将湿凝胶通过特殊手法干燥。
湿凝胶传统的制备方法是溶胶-凝胶法。将含高化学活性组分的化合物分散在溶剂中,经过水解反应生成活性单体,活性单体聚合,形成溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。此时制作出来的凝胶有点类似于果冻,紧接着将果冻状凝胶进一步进行干燥处理即可得到气凝胶。由于表面张力的作用,通常状态下,凝胶内液体的挥发会使得凝胶脆弱的骨架坍塌。而通过冷冻干燥技术进行干燥可以解决这一问题。将湿凝胶在低温冷冻,接着置于真空条件下干燥。由于冷冻过程已经使得凝胶内的液体转变为固体,之后在真空环境中以升华的形式脱离凝胶骨架,这样就可以避免了液体挥发造成骨架坍塌的问题,得到我们所期待的气凝胶。
气凝胶的性能:
一部分是结构,简单地说就是由多孔性质衍生出的性能,比如优良的隔热性能。用火焰隔着气凝胶对一朵花进行加热,花朵几乎没有任何损伤。此外,某些气凝胶还表现出优异的吸附性能,如“碳海绵”。气凝胶可以制作成为保温毡,具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性,有望替代玻璃纤维制品、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。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是250倍左右,1高可达900倍。同时,“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可***原状。这让人很容易想到用它来处理海上的漏油,将它们撒在海面上,就能把漏油迅速地吸收进来,因为有弹性,吸的油能够被压出来回收利用。有望在治理海上漏油方面发挥重要作用。
另一部分的性能来源于构成气凝胶骨架的成分处于纳米尺度。纳米尺度粒子本身具有的某些性能,以气凝胶的形式存在时,往往会得到增强。
纳米气凝胶毡
纳米气凝胶毡作为一种新型的保温隔热产品已经在不知不觉中走入了各个行业,提及纳米气凝胶毡,通过这个名字,我们就能了解到纳米气凝胶毡和气凝胶有着必然的联系,是的,它的主要材料就是Si02气凝胶,在气凝胶中,又以Si02气凝胶为主要研究对象。纳米气凝胶毡是一种新型绝热保温材料,它主要是由纳米气凝胶制成,这种材料是由胶体粒子或高聚物分子相互聚积构成的一种具有网络结构的纳米多孔性固体材料,这种材料中孔隙的大小在纳米数量级。
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