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Análisis de la fórmula del aerogel y métodos de ensayo

El aerogel es un material sólido amorfo altamente disperso, compuesto por partículas coloidales o moléculas poliméricas agregadas entre sí para formar una estructura de red nanoporosa, cuyos poros están llenos de un medio de dispersión gaseoso. El aerogel, también conocido como xerogel, es un gel que se obtiene al hacer reaccionar primero una disolución química para formar un sol y gelificarlo después. Tras eliminar el disolvente del gel, se obtiene una estructura de red espacial rellena de gas. En cuanto a su apariencia, se trata de un material poroso de densidad extremadamente baja (próxima a la del aire) en forma sólida.

Los aerogeles son ultraligeros, de baja densidad y nanoporosos, y se caracterizan por unos tamaños de poro de panal ultrafinos y por estructuras porosas formadas por cadenas poliméricas interconectadas. Los diámetros de poro suelen ser inferiores a 100 nm y los tamaños de partícula del aerogel, inferiores a 20 nm. Pueden estar fabricados con materiales inorgánicos (como sílice, alúmina, etc.), materiales orgánicos (como poliimida, carbono, etc.) o materiales mixtos (como vidrio de gel, etc.).

Los aerogeles se pueden dividir en 4 categorías según las propiedades químicas de su matriz: aerogeles inorgánicos, aerogeles orgánicos, aerogeles híbridos y aerogeles compuestos.

    <<Proceso común de análisis de la composición de muestras>>

① Preparación de la muestra: seleccionar muestras representativas y realizar el preprocesamiento necesario, como molienda de la muestra, disolución, dilución, etc., para garantizar la representatividad y la operatividad del análisis.

② Métodos de análisis: por lo general, se emplean diversos instrumentos, como espectroscopía infrarroja, espectroscopía de resonancia magnética nuclear, GC-MS, PY-GC-MS, ICP, IC, HPLC, XPF y GPC.

③ Ensayo instrumental: según el método de análisis seleccionado, preparar y ajustar los instrumentos y equipos correspondientes, y realizar la calibración para garantizar la precisión y la estabilidad del instrumento.

④ Medición de la muestra: verificar los resultados del análisis desde múltiples aspectos combinando el análisis espectral, métodos habituales de química básica y la verificación de las características correspondientes.

⑤ Procesamiento de datos: procesar los datos brutos medidos, por ejemplo, mediante identificación de picos, integración del área o de la altura del pico, etc., para obtener resultados cuantitativos de cada componente.

⑥ Informe de resultados: a partir de los resultados del análisis, evaluar y explicar los componentes del material medido, determinar su contenido, pureza u otros indicadores relacionados y redactar un informe.

   <<Métodos comunes de análisis y ensayo>>

El análisis cualitativo de polímeros y aditivos orgánicos requiere métodos de detección espectral (infrarrojo, resonancia magnética nuclear, absorción ultravioleta, etc.);

Los elementos inorgánicos pueden analizarse mediante microscopía electrónica/espectroscopía de energía dispersiva de rayos X, espectrómetro de fluorescencia de rayos X, espectrometría de emisión por plasma, etc.;

Para el análisis cualitativo de compuestos inorgánicos se pueden utilizar métodos como infrarrojo, Raman o difracción de rayos X;

El análisis cuantitativo de muestras se puede realizar mediante análisis químico, espectroscopía de absorción atómica o espectroscopía de emisión de plasma.

<<Ensayos rutinarios para productos de aislamiento compuesto de aerogel>>

La conductividad térmica es el índice de ensayo más importante para los productos de aislamiento compuestos de aerogel y una de las bases para su clasificación.

Los requisitos de comportamiento frente al fuego de los productos de aislamiento compuestos de aerogel de tipo I no deben ser inferiores al nivel B1 (C), y los requisitos de comportamiento frente al fuego de los productos de aislamiento compuestos de gel de tipo II, III y IV no deben ser inferiores al nivel A (A2).

En cuanto al índice de cambio lineal permanente por calentamiento, se requiere que los productos de aislamiento compuestos de gel tipo I, tipo II y tipo III no sean inferiores a -2.0%, mientras que los productos de aislamiento compuestos de gel tipo IV no deben ser inferiores a -5.0%.

La tasa de pérdida de masa por vibración no debe ser superior al 1.0%.

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