孙 莜 王冬梅

柏子游1 朱 宏1

1. 深圳职业技术学院

传播工程学院

广东 深圳 518055

2. 西安理工大学

印刷包装与数字媒体学院

陕西 西安 710048

1 研究背景

气凝胶作为一种多孔功能性材料，其孔隙大小为1～100 nm，孔隙率、比表面积分别高达99.8%和1000 m2/g，密度低至0.03 g/cm3。气凝胶孔隙中充斥大量气体介质，因而具有优良的保温隔热性能[1-3]。

气凝胶保温隔热性能优异，且在高温下性能稳定；但纯气凝胶具有强度低、易脆、不易成型等缺点。为了解决其力学性能差的问题，国内外许多学者采用加入增强纤维和遮光剂等方法，对其进行改良。Yang F. 等[4]利用静电纺丝和冷冻干燥技术，制备了超疏水可压缩纳米纤维复合气凝胶，该气凝胶在室温下导热系数为0.031 W/(m·K)，即使在100%湿度、80 ℃的高温高湿环境中，仍显现出0.048 6 W/(m·K)的低导热系数。Hung W. C. 等[5]选择玻璃纤维和碳纤维作为增强性材料，通过溶胶-凝胶法制备了由3层纤维组合的气凝胶复合材料，该复合材料的导热系数为0.031 W/(m·K)，同时具有较高（2.846 MPa）的抗弯强度。徐凛等[6]利用硅酸铝纤维、Al2O3纤维、莫来石纤维作为增强性骨架，制备了3种纤维增强气凝胶隔热复合材料，即使在1100 ℃的高温下，其导热系数也只有0.065 W/(m·K)。

目前冷库、建筑墙体的保温层主要使用聚氨酯泡沫板。由于配方与加工工艺的不同，聚氨酯泡沫板的保温隔热效果有差异但都不理想；而且聚氨酯泡沫等无法降解的材料在生产、使用和废弃后都会对环境造成严重污染。

气凝胶复合材料虽然具有导热系数低、孔隙率高等优点，但是不具备良好的承压性能。……