二 聚酰亚胺(PI)的关键作用
聚酰亚胺(PI)作为PI气凝胶的核心原材料,是其性能的关键所在。PI具有低介电常数、高强度、高热稳定性及高阻燃性等优势。这些特性使得PI气凝胶在要求高温和高强度的应用场景中表现尤为突出。得益于国内外对高性能聚酰亚胺材料的需求不断增加,我国聚酰亚胺产量保持增长趋势,2023年已接近5万吨。
三 PI气凝胶的制备方法与挑战
尽管PI气凝胶具备良好的性能,但其制备过程中仍面临一些技术难题。
采用商业化的二酐和二胺单体,通过溶胶-凝胶法制备的PI气凝胶,往往会出现收缩率高、尺寸稳定性差等问题。这些问题使得PI气凝胶难以在低密度和低导热系数的要求下得到有效控制,从而制约了其在实际应用中的推广。
PI气凝胶的干燥技术也是一个难题,目前常采用超临界干燥和冷冻干燥,但这两种方式设备成本高、耗能高。
常压干燥又存在如何降低或阻止PI气凝胶的收缩和孔结构坍塌这一难题。
四 国内PI气凝胶市场
尽管PI气凝胶的技术壁垒较高,但国内外也有不少企业和科研机构布局产品研发、申请专利以及少量生产。
五 PI气凝胶相关企业及研究机构
1. 长春高琦聚酰亚胺材料有限公司
http://www.hipolyking.com/
长春高琦聚酰亚胺材料有限公司是国内具备从聚酰亚胺原料合成到最终制品的全路线规模化生产能力的企业,开发出一套独具我国特色的聚酰亚胺合成路线、产业化,并取得包括美国及欧洲专利在内的多项专利,获得包括国家发明奖在内的多项奖励。
2.江西先材纳米纤维科技有限公司
https://mp.weixin.qq.com/s/VH_7VqqO6kl4OIFB8UFvgg
江西先材纳米纤维科技有限公司成立于2009年,是一家围绕聚酰亚胺开展多形态、多品种、多系列产品的综合性国家高新技术企业。主要产品:聚酰亚胺(纳绒95)超级气凝胶材料、纳米纤维PU薄膜、PI80膜、PIP40膜、PI纳米短切纤维及PI纳米长丝纤维。
聚酰亚胺纳米气凝胶膜
江西先材纳米纤维科技有限公司和长春高琦聚酰亚胺材料有限公司凭借在聚酰亚胺材料、纳米电纺规模化创业路上的积累,独创了自支撑聚酰亚胺纳米纤维气凝胶膜产品,现已被列为北京市国家重大疫情科技攻关项目协作企业。
聚酰亚胺PI超短纤气凝胶泡沫
PI超短纤气凝胶泡沫材料,是以聚酰亚胺为基体材料,超高孔隙,高度蓬松的纳米纤维材料经特殊工艺加工形成的纳米超短纤维气凝胶,具有超轻、超高孔隙率、超高隔热效果等特殊纳米效应。
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应用领域为消防服隔热、航天航空器、保温隔热内。
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产品特点轻、薄、暖;具有良好的耐高低温特性(-160~350℃)、耐溶剂、耐水洗、保暖、隔热、阻燃、抗菌、不生霉、远红外保健。
3、西安齐岳生物科技有限公司
http://www.qiyuebio.com/
西安齐岳生物科技有限公司是国内一家生物科技公司。在气凝胶领域,提供科研用的无机材料气凝胶:碳气凝胶,石墨烯气凝胶,氮化硼气凝胶,氧化铝气凝胶(Al2O3),二氧化硅气(SiO2)凝胶,碳化硅(SiC)气凝胶等,也提供各种材质掺杂的气凝胶,以及气凝胶复合材料。
聚酰亚胺气凝胶微球
聚酰亚胺气凝胶微球,一种含SiO2纳米微球的聚酰亚胺气凝胶,用于科研。
2024年推出科研用聚酰亚胺气凝胶新品
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规格:1*1*1cm或者5*5*5cm或者直径几厘米的圆柱型,或者其他可定制
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性能:隔热,轻薄,有一定的隔音效果,也可通过掺杂达到一定的柔韧性、自清洁、耐酸耐碱等。
4、苏州费特乐思科技有限公司
聚酰亚胺气凝胶隔热片
5.广东麦克斯泰新材料有限公司
https://maxte.net/
聚酰亚胺泡沫:聚酰亚胺泡沫是聚酰亚胺预聚体与发泡剂、稳定剂等助剂通过聚合发泡反应而生成的新型泡沫材料。
6、深圳市菲尼的科技有限公司
https://www.cnaction.net
7.优澎(嘉兴)新材料科技有限公司
http://www.superel.net/
优澎(嘉兴)新材料科技有限公司成立于2017年,由来自清华大学、中国科学院大学的科研团队和世界500强企业的市场团队构成,优澎在嘉兴南湖区建立了3000余平方米的气凝胶应用研发中心与生产基地。
8、苏州热象纳米科技有限公司
据企查查消息,苏州热象纳米今年申请获得多项有关聚酰亚胺气凝胶的专利。
9、中科院大连化物所
大连化物所开发出用于高温隔热的新型聚酰亚胺气凝胶
2024年1月大连化物所高性能高分子材料研究中心(DNL2200)周光远研究员和聂赫然副研究员团队在高性能聚酰亚胺气凝胶结构设计和研究方面取得新进展。团队开发了2种新型基于二苯亚甲基芴结构的“桨叶型”二胺单体,通过与二酐单体共聚,获得刚性适中的PI气凝胶材料。
实验发现,该气凝胶材料具有优异的尺寸稳定性(收缩率低至7.7%),高孔隙率(>91%),高比表面积(674.8m2/s),以及良好的热性能(Td 5%>580℃, Tg>299℃)。在200℃下加热1小时,上表面温度低于60℃,且导热系数低至54.3mW*m–1*K–1,表现出优异的高温隔热性能。
10、东华大学
11.美国Blueshift国际材料公司
https://www.blueshiftmaterials.com/
美国Blueshift国际材料公司自2013年成立以来,一直致力于开发前沿产品。2015年Blueshift公司宣布在世界上首先上市聚酰亚胺气凝胶材料,初期产品名为AeroZero™。
2020年,公司推出了其首款商业产品——一系列基于气凝胶的热保护系统(TPS),这些气凝胶由85%的空气和15%的纯净聚酰亚胺构成。
Blueshift的新型材料由85%的空气和15%的纯聚酰亚胺气凝胶组成,可在-200°C至2400°C以上的瞬态热传递中保护火箭、电池盒等的结构。能够根据不同的热负荷事件,如空气加热、直接火焰加热或接触加热,进行个性化定制。
12.FLEXcon公司
除了在极端环境下使用的管道隔热产品等,FLEXcon公司还正在开发聚酰亚胺气凝胶高端户外用品,如户外服装、手套、鞋靴、帐篷等。
据悉,NASA格伦研究中心(GRC)与阿克伦大学合作开展了八氨苯基(POSS)交联的聚酰亚胺气凝胶,制备出密度为0.12 g/cm3、孔隙率为90%的聚酰亚胺气凝胶。
这种材料可以经受1100 °F的温度达90 s,从而确保进入大气层时不会燃烧;强度是聚合物增强的硅气凝胶的 5 倍,可制成更薄(厚度0.5 mm)的材料以满足可折叠储存在航天器中的要求,很好地克服了硅气凝胶在重量、成本、柔韧性、耐久性等方面的不足。
(以上为不完全罗列,企业机构排名不分先后,欢迎补充)
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2024-12-10
2023-11-07
2023-04-14