纳米气凝胶毡的制备工艺有哪些？

　　纳米气凝胶毡的制备工艺有哪些？

　　气凝胶毡是以纳米二氧化硅或金属气凝胶为主要材料，通过特殊工艺与碳纤维或陶瓷玻璃纤维棉或预氧化纤维毡复合而成的一种柔性隔热毡。那么，纳米气凝胶毡的制备工艺有哪些呢?

　　纳米气凝胶毡的制备工艺有哪些？

　　1、溶胶凝胶法

　　溶胶法使用正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃等。作为硅源材料。一、催化剂(如盐酸、硫酸等。)加入到这些溶胶中，然后用碱性物质调节凝胶时间，形成具有纳米多孔网络的SiO 2凝胶。老化后，凝胶中的SiO 2颗粒形成网状结构。网络中的空隙被液体，即水或溶剂占据。如果在干燥过程中，最初被液体占据的空隙可以被空气取代，那么产生的含有大量空气的SiO 2材料就被称为二氧化硅气凝胶。这一过程中的关键技术是凝胶在干燥过程中将由于孔隙的毛细表面张力而收缩。并使纳米孔结构坍塌。这将使本体材料破裂，并最终形成低孔隙率的干凝胶。因此，早期的研究是采用超临界干燥法。即在超临界状态下，气体和液体之间没有界面，而是变成了气体和液体之间有界的均匀流体，这种流体逐渐从凝胶中排出。所以很难进行规模化生产。目前，美国宇航局只使用这种方法为航天飞机制造多级陶瓷纤维隔热砖。还有的只停留在实验室研究，没有商业化的产品。现在，一种流行的研究方法是通过表面改性来降低其表面张力。通常，三甲基氯硅烷和聚二甲基硅氧烷(PDMS)用于凝胶表面的甲硅烷基化。这降低了毛细管表面张力，因此，可以减少干燥过程中凝胶的收缩和破裂，从而可以在常压下进行干燥。此外，加入粘合剂以增加其骨架的强度。但是，使用这些方法会降低这种材料的一些隔热效果。溶胶-凝胶法3354制成的纳米气凝胶毡可以使壁薄、孔隙均匀，形成理想的纳米孔网络结构，因此性能优越，但成本相对较高。

　　2、成型烧结方法

　　纳米气凝胶毡的另一种方法是以链状梅花状的超细SiO 2粉末为主要原料，压制成一定的形状。这种SiO 2粉末的链状结构的原始颗粒尺寸在纳米范围内。所以它形成的网络结构的孔隙主要在纳米级范围。这种方法的关键是用纳米多孔网络结构将这些纳米级的超细二氧化硅粉末连接成一个整体，更好的方法是通过烧结使二氧化硅颗粒相互反应形成块体。由于二氧化硅颗粒处于纳米级范围，因此，控制烧结温度是该方法的关键。此外，还需要在原料中添加纤维增加强度，添加防晒霜有效切断高温下的辐射传热。一般这种方法制得的产品性能比溶胶-凝胶法制得的整体产品稍差。因为在这种网络结构中，SiO 2壁壳比溶胶-凝胶法制备的更厚(可达20 nm)，从而增加了固相的传热。而且这些粉末之间还有一些微米级的缝隙，也增加了空气的热对流。然而，目前的纳米气凝胶毡产品主要是通过这种方法制成的。