中科大研制出可耐1300℃高温的隔热防火材料

星报讯钢筋混凝土结构在受热350摄氏度以上时强度会迅速下降，从而引起坍塌。近期，中国科学技术大学俞书宏教授课题组研制出一种具有双网络结构的酚醛树脂／二氧化硅复合气凝胶材料，可将1300摄氏度高温“隔热”为300摄氏度左右，在提高建筑安全及节能等方面具有应用前景。国际学术期刊《德国应用化学》日前刊发了该成果。

俞书宏课题组研制了一种双网络结构的复合气凝胶，具有树枝状的微观多孔结构，纤维的尺寸在20 纳米以内，且两种组分各自都成连续的网络，实现了有机、无机组分在纳米尺度上的均匀分散。研究人员通过调控硅源的添加量，即可调控复合气凝胶的密度、无机含量、力学强度等物理参数，从而增强其结构的机械稳定性。这种复合气凝胶可以承受60%的压缩而不破裂，具有良好的机械强度和可加工性；该气凝胶的两组分间具有很强的相互作用，协同其多孔性，从而产生了很好的保温隔热效果，不仅优于传统商用的发泡聚苯乙烯、矿物棉等工业材料，而且在低温和低湿度的环境下也能维持很好的隔热效果。

此外，这种独特的双网络结构还赋予了气凝胶优异的防火阻燃和耐火焰侵蚀的性能。研究人员用丙烷丁烷喷灯火焰（1300℃）和酒精灯火焰（500~600 ℃）来检测气凝胶的防火性，并用红外热成像仪记录样品背面的温度变化。经过30分钟的测试，喷灯火焰下样品背面温度稳定在300℃左右，酒精灯火焰下样品背面温度稳定在150℃左右，而且随着有机组分的燃烧，二氧化硅网络暴露出来并附着在气凝胶表面而不会脱落，继续发挥隔绝热量的作用。

据了解，这种新型材料优异的防火阻燃和耐火焰侵蚀性，可避免火灾时建筑物承力结构的失效，为人员撤离争取宝贵时间。此外，隔热材料的使用可以提高建筑物的能量利用率，降低能耗。

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