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可增加救命时间:中科大研发新型建筑“防火衣”

合肥在线  2018-04-03 10:47   稿源: 合肥在线

  合肥在线讯(记者 王旭)      4月3日,记者从中科大获悉,日前中科大俞书宏教授课题组研制出新型隔热防火复合气凝胶材料,这种新型材料可以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。

  记者了解到,传统的有机隔热材料普遍易燃,有机阻燃剂则会对环境和人类健康造成危害,而无机隔热材料的热导率普遍偏高。“目前市场上使用的有机无机复合隔热材料虽然阻燃性有所提高,但仍难耐受长时间的火焰侵蚀,因为单分散状态的无机组分会随着聚合物基体的燃烧而逐渐脱落,从而失去保护作用。”,科研人员说道。

  俞书宏课题组研制的这种双网络结构的复合气凝胶,是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。

双网络结构的复合气凝胶的制备过程及结构示意图

  “这种复合气凝胶可以承受60%的压缩而不破裂,有良好的机械强度和可加工性;气凝胶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。”课题组相关负责人介绍说,该材料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。

  研究人员在1300 ⁰C和500~600 ⁰C的高温条件下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,1300 ⁰C高温环境下的样品背面温度稳定在300 ⁰C左右;500~600 ⁰C高温条件下的样品背面温度稳定在150 ⁰C左右。

  “研究表明,钢筋混凝土结构在受热350⁰C以上强度会迅速下降,从而引起坍塌。”课题组相关负责人介绍说,但是这种复合气凝胶材料,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,可以继续发挥隔绝热量的作用。所以当使用这种新型材料可以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。

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