Airgel è un materiale poroso con una struttura in nanoscala. È noto come il fumo tra i solidi a causa delle sue proprietà ultra-light e ultrainsulanti. Negli ultimi anni, con lo sviluppo di tecnologie ad alta efficienza energetica, l'applicazione di Airgel in aerospaziale, l'isolamento dell'edificio, le condutture industriali e altri campi si è gradualmente ampliata. Tuttavia, come nuovo tipo di materiale ad alte prestazioni, Airgel affronta anche sfide nel prezzo e nella praticità. Questo articolo analizzerà sistematicamente i principali vantaggi e svantaggi dei materiali Airgel per aiutare i lettori a comprendere appieno questo materiale futuro.
Contenuto
1. Principali vantaggi di Airgel
1.1 Eccellenti prestazioni di isolamento termico
1.2 leggero, efficiente e facile da installare
1.3 Eccellenti prestazioni impermeabili
1.4 Flame Retardant e Strong Safety
1.5 Durabilità e protezione ambientale
2. Svantaggi principali di Airgel
1. Principali vantaggi di Airgel
1.1 Eccellenti prestazioni di isolamento termico
Airgel, grazie alla sua struttura nanoporosa unica, presenta una conducibilità termica estremamente bassa ed è uno dei materiali solidi con le proprietà di isolamento termico più note. Prendendo come esempio la silice Airgel, la sua porosità interna è alta quanto oltre il 90%e i pori nanoscale inibiscono efficacemente il movimento termico delle molecole di gas e la conduzione del calore solide del gas e possono ancora mantenere un eccellente isolamento termico anche in ambienti ad alta temperatura sopra i 650 gradi. Al contrario, la conduttività termica dei materiali di isolamento tradizionale aumenta significativamente ad alte temperature e la stabilità di Airgel lo rende la prima scelta per condizioni di lavoro estreme come petrolchimiche e aerospace. Ad esempio, nelle applicazioni di isolamento della pipeline, Airgel può ridurre significativamente la perdita di calore e aumentare l'efficienza di risparmio energetico di oltre il 30%, evitando al contempo il rischio di ustioni per il personale dalle superfici ad alta temperatura.
1.2 leggero, efficiente e facile da installare
Airgel è solo da 1\/5 a 1\/3 dello spessore dei materiali tradizionali, ma può fornire lo stesso effetto di isolamento termico o persino migliore, risparmiando significativamente lo spazio di installazione ed è particolarmente adatto per luoghi con spazio limitato, come cabine di navi o condutture dense nelle piante chimiche. La sua flessibilità consente di avvolgere direttamente le attrezzature a forma di complesso senza la necessità di stampi personalizzati. Dopo il taglio, può essere fissato con sovrapposizione o legame, il che migliora l'efficienza della costruzione di oltre il 50%. Inoltre, le caratteristiche di luce e sottili riducono il carico di supporto e riducono il costo del rinforzo strutturale. I materiali tradizionali sono soggetti a effetti del ponte termico a causa del loro grande spessore, mentre la copertura continua di Airgel può bloccare efficacemente il percorso di conduzione del calore. Ad esempio, nella costruzione di applicazioni a parete esterna, la condensa e la perdita di energia causate da ponti freddi e caldi possono essere evitati.
1.3 Eccellenti prestazioni impermeabili
Airgel è stato trattato con modifica idrofobica, con un tasso idrofobo di oltre il 98%, un angolo di contatto con caduta d'acqua di oltre 150 gradi e quasi nessun assorbimento di umidità. Questa caratteristica lo rende eccezionale in ambienti umidi o all'aperto, evitando il problema della conduttività termica impennata dei materiali tradizionali dopo aver assorbito l'acqua. Assumendo le condotte del petrolio come esempio, Airgel può resistere all'erosione mediante l'acqua di pioggia e condensa per lungo tempo, prevenire la corrosione sotto lo strato di isolamento ed estendere la vita dell'attrezzatura a più di 20 anni. Al contrario, le prestazioni dell'isolamento termico della lana di roccia diminuiscono dell'80% dopo aver assorbito l'acqua ed è facile allevare la muffa. La struttura a cellule chiuse di Airgel elimina anche il danno da gelo causato dalla penetrazione dell'acqua ed è adatta a scene come serbatoi di stoccaggio a bassa temperatura.
Airgel è un materiale non metallico inorganico con un grado ritardante di fiamma di A. Non rilascia fumo tossico se esposto al fuoco e il suo indice di ossigeno supera il 60%, che è molto più alto dei materiali isolanti organici come il poliuretano. In un incendio, Airgel può effettivamente rallentare la diffusione delle fiamme e acquistare tempo per l'evacuazione e il salvataggio. Ad esempio, nelle carrelli ferroviarie ad alta velocità o nelle impianti di alimentazione, lo strato di isolamento Airgel può resistere a temperature elevate a breve termine di 1000 gradi per proteggere le attrezzature centrali dai danni. Inoltre, le sue basse caratteristiche di fumo soddisfano standard rigorosi come l'UE EN13501, evitando pericoli secondari ed è particolarmente adatto per luoghi con requisiti di protezione antincendio estremamente elevati come tunnel ed edifici grattacieli.
1.5 Durabilità e protezione ambientale
Airgel è composto principalmente da componenti inorganici come il biossido di silicio e ha una forte resistenza all'invecchiamento. Ha una struttura stabile nell'intervallo di {0}} grado a 650 gradi, una forza compressiva di 0. 2-0. 5 MPa e una durata di servizio di 20-30 anni, che è la stessa dell'attrezzatura. La sua cordialità ambientale si riflette in due aspetti: in primo luogo, non contiene sostanze dannose come l'amianto e i COV e i processi di produzione e utilizzo sono privi di inquinamento; In secondo luogo, può essere riciclato e riutilizzato e può essere schiacciato e rifatto in liquame isolante dopo essere stato scartato. Rispetto ai materiali tradizionali, la lana di roccia è difficile da degradare dopo essere stato scartato e le proprietà a basse emissioni di carbonio di Airgel sono in linea con la tendenza globale della neutralità del carbonio. Ad esempio, nella certificazione Green Building (LEED), Airgel può ottenere punti extra per la sua sostenibilità.
2. Svantaggi principali di Airgel
Sebbene Airgel funzioni bene in termini di isolamento termico, prevenzione degli incendi e resistenza all'umidità, il suo costo elevato è ancora l'ostacolo principale alla sua diffusa applicazione. A causa del complesso processo di produzione e del costo elevato delle materie prime, l'attuale prezzo di Airgel è molto più alto di quello dei tradizionali materiali isolanti come lana di vetro, lana di roccia o schiuma di poliuretano. Ciò rende difficile promuovere progetti sensibili ai costi ed è adatto solo a scenari di applicazione di fascia alta o estremamente ad alte prestazioni, come aerospaziale, industria militare, petrolchimica e altri campi.
Inoltre, Airgel ha alcuni problemi di caduta di polvere durante l'uso. La sua struttura materiale è fragile ed è facile generare polvere fine durante la lavorazione o l'installazione, che è particolarmente sfavorevole nelle stanze o negli ambienti puliti che richiedono un'elevata pulizia. Al fine di evitare l'impatto della polvere su operatori e attrezzature, Airgel di solito deve essere rivestito, il che aumenta la complessità della costruzione e costi aggiuntivi e ne limita anche l'uso diretto in alcuni campi.
In sintesi, Airgel, come materiale di isolamento termico ad alte prestazioni all'avanguardia, sta diventando una scelta importante nei campi di costruzione industriali e di fascia alta grazie alle sue eccellenti proprietà di isolamento termico, resistenza al fuoco, resistenza all'umidità e protezione ambientale. Sebbene il suo elevato problema di costi e polvere sia ancora i principali fattori che limitano la sua applicazione diffusa, con il continuo miglioramento della tecnologia di produzione e dello sviluppo su larga scala, le prospettive di applicazione di Airgel sono ancora ampie. In futuro, Airgel dovrebbe svolgere un ruolo più critico nel raggiungere il risparmio energetico verde e l'aggiornamento dei materiali.