柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析

上海工程技术大学毕业设计（论文） 柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析

（2）多层隔热材料

多层隔热材料通常由反射屏和间隔物交替叠合组成，主要是利用反射屏的高反射率和间隔物的低热导率。疏松纤维、纤维布、网状织物、泡沫塑料常用作间隔物材料；棉纤维、石英纤维、合成纤维、高硅氧纤维和玻璃纤维，这些都是疏松纤维。反射屏间加入低导热率的间隔物后，接触传热需通过反射屏与纤维、纤维本身、纤维与纤维的传热才能实现，其接触热阻很大，隔热效果能有效地提高。但这种结构存在的问题是尺寸稳定性差，造成使用不便，若采用粘接的方法又会降低接触热阻，因此通常采用缝合的方法来增加多层隔热材料尺寸稳定性，还不会明显降低其隔热性能。纤维布材料通常可以采用玻璃纤维、高硅氧石英纤维等，它的尺寸稳定性要优于疏松纤维，但隔热性能要低于疏松纤维，因此一般用于高温场合的隔热[5]。 （3）纤维隔热材料

纤维隔热材料具有导热系数低、比热容大、成本低的特点，其优异的综合性能成为各种热防护系的首选。该类材料常用的有硅酸铝纤维、硼酸铝纤维、氧化铝纤维、石英纤维、氧化锆纤维等，使用过程中以可各种形态的纤维毡、纤维网、纤维布、纤维纸等存在，也可由几种纤维制备成复合纤维毡、纤维网、纤维布、纤维纸等[6]。 （4）纳米孔隔热材料

先进隔热材料[7]与超级绝热材料[8]的概念是随着隔热材料的发展提出的，先进隔热材料和超级绝热材料都具有高热阻、厚度薄、低密度、高强度，经过探索研究之后发现气凝胶材料具备上述特征，由此表明了高效隔热材料发展方向。气凝胶是由胶体粒子或者有机高聚物分子相互链接，构成纳米多孔空间网络结构，并在多孔孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料[9]，因而气凝胶材料最具潜力的应用是作为一种超级隔热材料使用。据文献报道，SiO2气凝胶在室温条件下，密度100kg/m3，热导率仅为0.02W/(m·K)，低于空气的热导率，因此是一种轻质、高效的隔热材料[10]。但以SiO2 气凝胶直接取代目前传统的隔热材料还存在一定的困难。尽管纯SiO2 气凝胶在室温下具有极其优良的隔热性能，但当使用温度升高时，气凝胶纳米隔热材料对红外辐射有很高的透明性，其隔热效果也随之显著下降，因此，还需要添加遮光剂来降低其辐射传热作用，才能较好地在高温环境使用[11]。此外，SiO2 气凝胶低密度、高孔隙率的特点会引起力学性能急剧下降，做成结构直接使用比较困难，SiO2 气凝胶机械强度低、脆性大的特点限制了其在隔热领域的大范围应用[12-14]。

国内外所研制的更具实用价值的气凝胶隔热材料大都采用添加纤维的方法。对

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