隨著全球能源、環境方面的變化，保溫隔熱材料既要具有優異的保溫隔熱、強度性能，同時需要滿足環保、可持續和可降解等要求。

常用的保溫隔熱材料主要包括：高熵熱障涂層陶瓷材料、 聚苯乙烯、玻璃棉和SiO2氣凝膠等。傳統的無機氣凝膠材料，如SiO2氣凝膠材料，被稱為“第一代氣凝膠材料”，具有獨特的 三維骨架結構、優異的保溫隔熱性能。在大部分的工程建設中，保溫隔熱材料的作用不僅僅是保溫隔熱， 還需要具有良好的力學性能，而SiO2氣凝膠具有脆性大、彎折難以恢復、易粉末化等缺點，這些缺點嚴重限制了其應用。

纖維素是地球上儲量最豐富的天然高分子材料，具有來源廣泛、成本低廉、可降解、可再生、無毒無害、易改性等優勢。纖維素基氣凝膠材料具有高孔隙率、低導熱性和超低密度等特點，被稱為“第三代氣凝膠”，通過對纖維素基氣凝膠進行適宜的改性處理，可賦予其吸附、隔熱、隔音、防水等性能，在儲能、隔熱、催化劑載體、吸附劑和電磁屏蔽等諸多領域得到應用。

纖維素基氣凝膠具有優異的保溫隔熱性能，有廣闊的應用前景，如應用于宇航服和發動機葉片材料、建筑用保溫板和隔熱氈、石油輸油管道和保溫管套、 隔熱織物及汽車用電池隔熱棉等。

纖維素基氣凝膠在保溫隔熱方面的應用

1.航空航天領域

飛行器在運行時，會與空氣產生巨大摩擦，飛行器表面的溫度快速升高，使得耐損耗周期縮短。延長飛行器的使用壽命，需要特殊的材料以減少使用過程中的磨損。纖維素基氣凝膠的孔隙率高、孔內熱阻高、材料內部呈現蜂窩狀且具 有質量輕、導熱差的特點，可用于飛行器發動機梯度隔熱、艙室隔熱保暖等領域，如火星探測器的發動機外殼、運貨飛船低溫鎖柜的隔熱板等。

2.石油領域?

石油的運輸和儲藏是整個化工過程的重要環節。石油管道材料需要優異的保溫隔熱性能及吸附性能，有報道稱纖維素基氣凝膠已經成為首選材料。如以羧基纖維素納米纖維和海藻酸銨為原料制備纖維素基氣凝膠，在兩者質量比為1∶1時，該復合材料的三維結構最緊密， 其相變溫度和相變焓較高，不僅實現了親水向疏水的轉變，而且提高了復合材料的保溫隔熱性能，滿足了其作為石油管道保溫隔熱材料的多重需求。此外，在運輸時，為避免摻雜重金屬離子雜質，可利用纖維素基氣凝膠的多孔結構吸附重金屬離子，達到吸附和保溫隔熱的雙重作用。

3.建筑領域?

建筑領域使用的保溫隔熱材料不僅需要具備保溫隔熱性能，在不同情況下還需具備阻燃、隔音或防水性能。多孔的三維結構有助于纖維素基氣凝膠的內部 穩固、熱量分散和阻隔聲波，可被用于建筑的隔音隔熱材料。

4.其他領域?

除航空航天、建筑、石油管道領域，纖維素基氣凝膠作為保溫隔熱材料在其他領域也發揮了重要的作用，如紡織、化工、航海和能源等。

來源：[1]張瀟,胡豪,侯慶喜,劉葦.纖維素基氣凝膠在保溫隔熱領域中的研究進展[J].中國造紙,2023,42(02):86-93.

原文始發于微信公眾號（艾邦氣凝膠論壇）：纖維素基氣凝膠在保溫隔熱領域的應用