Fibres aérogel à structure noyau-coquille tissables alliant haute flexibilité et haute isolation

Meng-yue Gao ,  

Jun-jie Zheng ,  

Xin-hai Zhang ,  

Wei-wei Zuo ,  

Yan-hua Cheng ,  

Mei-fang Zhu ,  

摘要

L'aérogel de silice est reconnu comme l'un des matériaux super isolants les plus prometteurs en raison de sa conductivité thermique extrêmement faible, mais son application dans le domaine textile a longtemps été limitée par de mauvaises performances mécaniques et une difficile transformation dues à une structure fragile en "chaîne" et un squelette à haute porosité. Par ailleurs, les stratégies d'amélioration actuelles sacrifient souvent les performances isolantes, rendant difficile la conciliation des performances mécaniques et thermiques. À cet égard, cette étude propose et utilise la technologie de filage humide coaxial pour préparer avec succès des fibres aérogel à structure noyau-coquille. Ces fibres comportent un noyau en aérogel de polysiloxane polyméthylique nanoporeux, leur conférant d'excellentes performances isolantes ; une couche externe dense en polyuréthane élastique offre une grande flexibilité et extensibilité. La déformation à la rupture atteint (670±23)%, la résistance à la rupture est de (2,10±0,02) MPa, tout en maintenant d'excellentes performances isolantes, avec une conductivité thermique à température ambiante de seulement (31,2±0,1) mW·m-1·K-1. Pour une même épaisseur, les tissus en fibres aérogel surpassent les tissus en cachemire en termes d'isolation et présentent une densité de surface plus faible, démontrant un avantage significatif en termes de légèreté et d'isolation thermique. La conception en structure noyau-coquille proposée dans cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer simultanément les propriétés mécaniques et isolantes de l'aérogel, ce qui est important pour le développement de textiles isolants haute performance.

关键词

Fibres aérogel;Structure noyau-coquille;Performances isolantes;Propriétés mécaniques

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