气凝胶实现低成本定制化生产

2015-08-0500：00：00来源：中国化工信息网

    中国航天科工集团三院306所(简称306所)上周传出消息，其研制开发出使用温域覆盖-100℃至2500℃的系列化、规模化气凝胶材料，并可根据客户需求对材料性能进行调控定制。这不但解决了我国武器装备的关键材料问题，也在民用领域获得了推广应用。

    气凝胶是一种具有纳米孔结构的轻质材料，是目前已知热导率最低的隔热材料。由于制备技术难度大，最初仅应用于宇航等特殊领域中。在306所科技人员的努力下，民用低成本气凝胶材料生产线已建成，可以批量制备大尺寸、不同规格、性能可调的高档气凝胶保温毡、柔性气凝胶布料等产品，具备年产4万立方米气凝胶柔性毡和50万平方米气凝胶柔性布的产能。其核心专利“一种多组元气凝胶复合材料及其制备方法”还获得了2014年度中国专利奖优秀奖。

    据介绍，306所的气凝胶相关产品按照形态和用途分为气凝胶构件、柔性毡、柔性布三大类。气凝胶构件一般是针对特定的使用需求，通过精细化设计并制备出来的。科研人员通过调整配方及工艺，综合平衡材料的隔热性能、密度、可操作性、尺寸精度等各项技术指标，使构件具备最优的综合性能。例如，加入抗红外辐射剂，优选合适的增强纤维，使构件具有耐高温、隔热性能稳定、可机械加工等优点;采用特殊的表面处理技术和高温后处理工艺，使材料的强度满足精加工的要求，提高其抗高速气流冲刷的能力。这些不同功能的构件已成功应用于国防装备领域，推动了相关装备的升级换代。

    在气凝胶构件技术的基础上，他们深入开展低成本技术研究，开发出了气凝胶柔性毡产品。该产品具有隔热性能优异、厚度可控、柔性好等优点，可以连续化批量生产。产品的幅宽可达1.5米，长度几十至数百米不等。在相同成本条件下，其隔热保温性能优于传统材料60%以上。该产品已经应用于热力管路、高速铁路车厢、大型舰船等保温领域，未来有望推动建筑节能、石油化工管道保温、高温炉体隔热保温等民用领域传统隔热材料的升级换代。

    科研人员还通过对隔热型气凝胶技术进行功能拓展和材料改性，开发出了气凝胶柔性布。气凝胶柔性布是一种新型面料，具有质量轻、热导率极低、柔韧性优异、平整度高、疏水透气性和易用性良好等特点，适用于保暖服装、鞋帽、帐篷等户外用品和高温电子电气产品。目前，306所已经完成了气凝胶柔性布的中试生产以及气凝胶保温鞋的试制和初步推广。