采用玻璃纖維針刺氈做基材 的SiO2氣凝膠復(fù)合保溫材料微觀結(jié)構(gòu)特征及性能，主要表現(xiàn)在由纖維基材與SiO2 氣凝膠結(jié)合成的復(fù)合材料中，氣凝膠團(tuán)聚體顆粒鑲嵌于以纖維材料為骨架的大量微米級甚至更大量級的孔隙中。從廣州佳鴻復(fù)合材料有限公司實(shí)驗(yàn)室拍攝的纖維氈增強(qiáng)氣凝膠復(fù)合材料的 SEM 照片中，可清晰地看到纖維氈—氣凝膠復(fù)合材料的架構(gòu)特征。氣凝膠具有海綿狀多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其孔洞和骨架顆粒的大小大多在100 nm 以下，細(xì)長的纖維與氣凝膠團(tuán)聚體顆粒交織在一起。圖中右半部顯示的是左半部所示的復(fù)合材料同一區(qū)域放大1000 倍后的形貌，可見復(fù)合后的材料保持了氣凝膠的高孔洞率和納米孔結(jié)構(gòu)。雖然纖維材料的摻入略增加了復(fù)合材料的固態(tài)熱傳導(dǎo)，但其與純 SiO2 氣凝膠非常一致的微觀結(jié)構(gòu)特征決定了該復(fù)合材料仍然具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)。
氣凝膠纖維復(fù)合材料的 SEM 照片
佳鴻熱保護(hù)實(shí)測由密度為 0. 12 ～ 0. 20 g /cm3 的玻璃纖維針刺氈基材與 SiO2 氣凝膠復(fù)合制成的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，發(fā)現(xiàn)其差異較小，均低于 0. 025 W/(m·K)。關(guān)于選用與玻璃纖維基材在密度或其他性能上差異較大的基材，其制成的氣凝膠復(fù)合保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)是否有較大差異有待進(jìn)一步研究。玻璃纖維針刺氈良好的整體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的完整性對自身強(qiáng)度脆弱的氣凝膠起到了較好的定型和增強(qiáng)作用，使制成的復(fù)合保溫材料強(qiáng)度大大提高。佳鴻熱保護(hù)實(shí)測表明，玻璃纖維針刺氈復(fù)合保溫材料的氣凝膠氈抗壓強(qiáng)度均大于 2 MPa，可以滿足較多用戶的實(shí)用需要。
實(shí)驗(yàn)表明SiO2 氣凝膠是一種高通透性多分支狀的三維納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱材料，具有許多獨(dú)特性質(zhì)和良好的應(yīng)用前景。采用常壓干燥及表面修飾技術(shù)制備的疏水 SiO2 氣凝膠，與超臨界干燥制備的氣凝膠具有相似的納米多孔結(jié)構(gòu)。佳鴻復(fù)合材料利用玻璃纖維針刺氈復(fù)合 SiO2 氣凝膠制成的保溫隔熱材料既保持了純 SiO2 氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)特征，還具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)，保溫隔熱性能優(yōu)異，又獲得較好的強(qiáng)度，可滿足實(shí)用需要。