陈思洁,林龙沅

(西南科技大学 环境与资源学院,四川 绵阳 621000)

琼脂(AG)是一种从海水红藻中提取的天然高分子多糖[1],琼脂资源丰富又可降解,对环境污染小且安全,是现代工业制备有机气凝胶的理想原料[2]。琼脂凝胶主要可作为无机材料[3-7]、蛋白质[8-10]和氨基酸[7,11-12]的结晶部分。AG气凝胶作为一种新型轻质、低密度、低导热系数的纳米多孔非晶态固体材料[13],从微观上来看,表现出纳米级三维空间孔洞结构,孔洞尺寸为 1～100 nm,骨架尺寸约为十几纳米。在湿凝胶阶段,内部已经形成了高通透性的纳米多孔结构,干燥后的气凝胶能够保持介孔结构且不坍塌,介孔中填充着大量的空气,能有效抑制热量的转移和热对流的传递,被认为是目前保温隔热性能最好的固体建筑材料[14-17]。但是,AG属于高分子聚合物,AG气凝胶遇火极易燃烧,直接投入应用存在巨大的安全隐患。因此,提高琼脂气凝胶的阻燃性能十分重要[18]。

目前,关于AG气凝胶在阻燃方面的研究不多,现有研究主要是向同类的多糖气凝胶中添加无机纳米阻燃剂,利用无机纳米阻燃剂的阻隔效应来提高气凝胶的阻燃性能[18]。Nguyen等[19]用废弃的纸张回收利用纤维素,并经表面疏水改性,制备纤维素气凝胶,测试结果表明:纤维素气凝胶在230～330 ℃开始降解,质量损失约为42%,导热系数为0.029 0～0.032 0 W/(m·K),较接近空气的导热系数0.026 2 W/(m·K),是良好的保温隔热材料。Rudaz等[6]利用果胶通过溶胶-凝胶法、CO2超临界干燥的方法制备果胶气凝胶,该果胶气凝胶拥有超高的气孔率(≥90%),密度为0.05～0.20 g/cm3,导热系数为0.016 0～0.020 0 W/(m·K),低于空气的导热系数,因此,该果胶气凝胶具有优异的保温隔热性能。……