氣凝膠,是世界上目前已知密度最小的納米級多孔結構固體材料,密度僅為3.55kg/m³,由于其內部絕大部分成分為氣體,看上去呈現出云霧狀,因此,氣凝膠又被稱為“固態的煙”。
1932年,美國化學家Samuel Stephens Kistler首次利用超臨界流體干燥技術制備出氣凝膠,它創下十余項吉尼斯紀錄,在熱學、光學、電學、力學、聲學等領域顯現出許多奇特的性能,被稱為“改變世界的神奇材料”。
其被列入20世紀90年代以來10大熱門科學技術之一,是具有巨大應用價值的軍民兩用技術固態材料。
早在1997年的時候,美國就首次把氣凝膠用到了火星探測器上,從此氣凝膠成為航空航天領域里不可替代的隔熱材料。
現階段,氣凝膠在紡織服裝中的應用主要有兩種方式。
第一種:做成氣凝膠改性軟膜;
將二氧化硅氣凝膠納米粉體與聚氯乙烯、聚酰亞胺等聚合物融合發泡而成,這種方式相對能夠發揮氣凝膠本身特性,隔熱性能較優越,并且可以通過調節軟膜的厚薄度,來滿足不同御寒需求,但此產品價格比較昂貴,而且應用比較受限。
氣凝膠改性軟膜在紡織品應用中有其自身缺陷:
氣凝膠軟膜貼附在服裝面料上,會出現不透氣或者透氣性很差的情況,這時汗氣不能及時排出,體感比較難受。另外,氣凝膠軟膜無法像服裝面料一樣懸垂,無法滿足貼服性的成衣要求,同時氣凝膠軟膜強力很差,容易撕破,只能局限于夾層小面積貼片使用。
近兩年,氣凝膠改性軟膜在保暖內衣、防寒服、家紡等柔性紡織品中的應用正被第2代集輕薄柔軟、抗寒蓄熱、遠紅外升溫、抑菌防螨、親膚透氣等多重保暖和健康護膚特性于一體的熱湃新型氣凝膠宇航暖膜(風阻棉)逐漸替代。
熱湃®氣凝膠宇航暖膜(風阻棉),是山東稀有科技推出的一種超薄科技抗寒創新產品,其利用航天材料二氧化硅氣凝膠低密度、低熱導率、高孔隙率的科技抗寒、隔熱、超輕特征,融入雙抗膨體腈綸與植物艾草纖維,結合非織造疊加技術復合而成,集輕薄柔軟、抗寒蓄熱、遠紅外升溫、抑菌防螨、親膚透氣等多重保暖和健康護膚特性于一體,為秋冬服飾和御寒紡織品提供了出色的超薄保暖解決方案,并具備天然環保和嬰幼兒安全等級優勢。
第二種:做成氣凝膠改性纖維;
將二氧化硅氣凝膠納米粉末與聚合物相融合制備出功能母粒在熔融紡絲時按照一定配比融入纖維中,這種方式做成的纖維被稱為氣凝膠改性纖維。
受限于高品質氣凝膠密度遠低于空氣密度,想要融入纖維非常困難,而成纖后的顯著特征——納米孔腔效果就更難以表達出來,也就達不到理想的輕質隔熱保溫效果,目前市場上鮮有高品質氣凝膠改性纖維,大部分都是用劣質氣凝膠粉體或者普通二氧化硅粉體充當高品質來制備改性纖維產品,這類產品生產工藝簡單,成本低廉,但達不到輕質隔熱保溫的效果,所以通常會把材料中二氧化硅含量高做為賣點,殊不知真正的氣凝膠改性纖維是不可能做到二氧化硅高含量的,因為高品質氣凝膠是由99.8%的空氣構成,所以改性纖維中的固體含量是及其有限的。
山東稀有科技發展有限公司(稀有高科),充分利用航天材料二氧化硅氣凝膠低密度、低熱導率、高孔隙率的科技抗寒、隔熱、超輕特征,融入生物活性因子優異的吸光發熱、生態抗菌、保濕護膚健康特性,通過特有“氣凝膠微氣態混合制備技術”(國家專利202320377366.5),解決了二氧化硅氣凝膠、生物活性因子、聚合物之間的充分相融和固化問題,成功制備出力學柔韌性能、氣流存儲性能、熱量轉化性能俱佳,且具有生物源健康環保特性的輕量化多維納米微孔蓄熱鎖溫功能新材料——熱湃®氣凝膠抗寒纖維。
空氣是最好的隔熱控溫材料,氣凝膠中90%以上是10-30 納米靜止空氣團,具有非常好的隔熱效果;熱湃®氣凝膠抗寒纖維豐富的納米多孔氣團形成巨量疊狀隔熱層,能更好的阻隔外部低溫抵御嚴寒,在同等質數下,導熱系數下降超過10%以上,纖維保溫率優于羊絨材料;熱湃納米微孔隔熱層在鎖住體表溫度流失的同時,可以實現更好的熱量存儲和熱源供應。
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