干燥是去除气凝胶孔隙中溶剂、维持凝胶骨架结构的过程，是制备气凝胶的关键步骤。
-
超临界干燥可以保持多孔结构的完整性，但会造成有机溶剂的大量浪费，且干燥后有机溶剂的回收和二次利用问题不易解决，同时还存在危险系数高、步骤复杂等问题限制其批量生产。
-
冷冻干燥可以消除毛细管力且操作简单，但在冷冻过程中孔隙内的溶剂结晶会使孔隙变大甚至开裂，导致骨架受到破坏，该法需要时间的老化过程增强凝胶结构，导致使用范围受限。超临界干燥和冷冻干燥工艺设备均比较昂贵。
-
常压干燥制备成本低且操作安全系数高，可满足工业化大批量生产等优势，具有良好的实际应用前景，但在表面张力作用下会导致气凝胶结构受到破坏，难以获得整体块状的气凝胶材料。
1.1 湿凝胶制备
１）通过添加化学干燥控制剂调节溶胶－凝胶过程，使孔径均匀化，减少由于应力不均衡导致的破裂。
２）凝胶在老化后表面仍具有大量没有反应的—ＯＨ，在干燥时会发生缩聚反应，产生明显收缩甚至导致骨架遭到破坏；通过表面修饰，用憎水基取代亲水羟基，增加溶剂与骨架的接触角，从而达到有效降毛细管力的目的。
３）利用低表面张力溶剂替换凝胶内部高表面张力溶剂，可以减小干燥过程中的毛细管力，从而降低其对凝胶骨架网络结构的破坏。
2.1 前驱体的研究
与纤维复合是常压干燥制备SAA保持结构稳定性的有效途径。
赵航远制备了莫来石纤维/莫来石晶须气凝胶材料（MF/ＭＷ）。MF/ＭＷ复合材料发生10％形变时，抗压强度达到0.326ＭPa，大约是同等条件下莫来石纤维预制件的3.5倍，复合材料的结构稳定性得到明显提升。
Ｙｕ等以ACH和TEOS为前驱体，石英纤维（QF）为增强相，通过常压干燥制备QF/SAA复合材料，其在室温下热导率为0.049W·m-1·K-1。SAA与QF复合后力学性能大幅度提升，发生１０％形变时抗压强度达到0.85ＭPa。
Ｊia等以氧化铝陶瓷为增强材料，制备氧化铝骨架/SAA材料的抗压强度高达21ＭPa，但密度和比表面积较低，性能较差，经８５０℃热处理后即出现α⁃Al₂O₃相，该材料可用于催化剂载体而非隔热领域。
近年来，随着气凝胶研究的发展，常压干燥制备的SAA具有较好的性能，使其有望在飞机发动机、飞行器热防护和高温设备隔热等更多高端领域得到应用。但目前常压干燥制备SAA的研究还处于初级阶段，仍然存在很多不足之处需要改进：
（１）提高力学性能。
（２）提高高温隔热性能。
（３）降低制备成本。
长按识别二维码，点击主页【微信群】申请加入群聊
活动推荐：
第三届气凝胶技术与应用论坛
|
序号 |
议题 |
|
1 |
我国气凝胶材料的研究与产业化现状及发展趋势 |
|
2 |
气凝胶材料在可持续能源领域的应用探索 |
|
3 |
规模化气凝胶生产的问题及发展方向 |
|
4 |
气凝胶隔热垫工艺优化的实践与挑战 |
|
5 |
纳米超材料气凝胶的研发趋势与创新 |
|
6 |
气凝胶复合材料的设计与功能化研究 |
|
7 |
功能化纤维素基气凝胶的制备与应用（或者生物基气凝胶） |
|
8 |
SiO2高效节能气凝胶隔热材料的制备及性能研究 |
|
9 |
聚酰亚胺气凝胶的原料优化及工艺创新 |
|
10 |
炭气凝胶制备及改性方法研究 |
|
11 |
气凝胶超临界干燥工艺与设备创新 |
|
12 |
气凝胶产线工艺优化及设备创新 |
|
13 |
气凝胶新材料在绿色建筑领域的应用前景探索 |
|
14 |
气凝胶新材料在能源化工领域的应用 |
|
15 |
气凝胶隔热材料在电动汽车、储能领域的应用 |
|
16 |
气凝胶新材料在纺织领域开发和进展 |
|
17 |
气凝胶封装膜双面胶在新能源中的应用 |
|
18 |
我国玻璃纤维复合气凝胶毡性能研究及市场分析 |
|
19 |
气凝胶在隔热防护领域中的研究进展 |
|
20 |
高阻燃气凝胶在新能源汽车电池系统防火性能的探究 |
更多创新主题演讲意向 ，请联系张小姐：134 1861 7872（同微信）
二、报名方式
果儿 18312560351（同微信）
邮箱：ab008@aibang.com
识别二维码进入报名页面
https://www.aibang360.com/m/100226?ref=172672
原文始发于微信公众号（艾邦气凝胶论坛）：SiO₂-Al₂O₃复合气凝胶常压干燥制备技术与研究进展