Tecnologias personalizadas de controle de densidade para painéis de aerogel reforçados com fibra, fabricadas na China.
- Controle da estrutura do esqueleto e da formação de poros
A regulação da densidade de painéis de isolamento de aerogel reforçado com fibra pode ser alcançada com precisão controlando o tamanho e a distribuição dos poros através da introdução de agentes ou moldes formadores de poros.
- Método do agente formador de poros
Carbonato de cálcio em nanoescala, microesferas de polímero ou agentes formadores de poros semelhantes são incorporados ao sistema de gel e posteriormente removidos por calcinação ou dissolução em solvente para gerar porosidade adicional.
Por exemplo, quando se adicionam 10% em peso de microesferas de poliestireno, a densidade do aerogel reforçado com fibras pode ser reduzida em mais de 30%.
- Método de modelo
Moldes rígidos (como matrizes ordenadas de microesferas de sílica) são usados para construir estruturas de poros regulares, enquanto moldes flexíveis (como micelas de surfactante) geram estruturas mesoporosas desordenadas.
Ajustando o tamanho e a concentração dos moldes, a densidade do aerogel pode ser ajustada dentro da faixa de 0,05 a 0,5 g/cm³.
- Modificação de reticulação
A introdução de agentes de reticulação, como grupos epóxi ou isocianatos, aumenta a resistência da estrutura e reduz a retração durante a secagem.
Por exemplo, em aerogéis reforçados com fibras fenólicas, a adição de melamina como agente de reticulação permite que a densidade seja mantida em 0,2 g/cm³, enquanto a resistência à compressão aumenta aproximadamente duas vezes.
- Tecnologias de Modificação de Compósitos
A modificação de materiais compósitos é uma abordagem eficaz para alcançar baixa densidade e melhor desempenho mecânico.
- Reforço de fibra
Fibras de vidro, fibras cerâmicas ou materiais similares atuam como uma estrutura de suporte para suprimir a contração do gel.
Com a adição de 5% em volume de fibras de alumina, a densidade do aerogel reforçado com fibras pode ser mantida abaixo de 0,15 g/cm³, enquanto a resistência à compressão aumenta em mais de duas vezes.
- Hibridização de polímeros
A hibridização com polímeros flexíveis, como poliuretano ou poliimida, melhora a resistência da estrutura e reduz ainda mais o encolhimento durante a secagem.
Por exemplo, aerogéis reforçados com fibras modificadas com poliuretano podem atingir densidades tão baixas quanto 0,1 g/cm³, mantendo ao mesmo tempo uma excelente flexibilidade.
- Incorporação de nanopartículas
A incorporação de nanopartículas, como dióxido de titânio ou óxido de zinco, confere funcionalidades adicionais, incluindo propriedades antibacterianas e de autolimpeza, sem aumentar significativamente a densidade, expandindo assim os potenciais campos de aplicação.
- Caracterização e Aplicações
A eficácia do controle de densidade deve ser avaliada utilizando múltiplas técnicas de caracterização:
A densidade volumétrica foi medida pelo método do picnômetro, a estrutura dos poros foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a condutividade térmica foi testada usando um analisador de condutividade térmica e as propriedades mecânicas foram avaliadas com uma máquina de ensaio universal.
- Produtos de densidade média: adequados para isolamento de fachadas de edifícios e isolamento térmico de tubulações industriais;
- Produtos de alta densidade: adequados para aplicações que exigem maior resistência mecânica, como pads de interface térmica para dispositivos eletrônicos.
Jutao Tecnologia Ambiental — Especialistas em Soluções de Materiais de Aerogel
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