呂 忠，周 飛，李松鵬

(安徽工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山243032)

1 前 言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)城鎮(zhèn)化率已超過(guò)47.5%，既有建筑總面積達(dá)440億m2，每年新增面積20億m2，約占全世界建筑面積的一半[1]。人們對(duì)建筑需求越來(lái)越高的同時(shí)，建筑行業(yè)高能耗問(wèn)題日趨凸顯。2010年建筑能耗占全社會(huì)總能耗的28%，且這一數(shù)據(jù)仍在攀升，其中建筑制冷制熱能耗約占據(jù)建筑總能耗的65%，而制冷制熱能耗高的主要產(chǎn)生原因是建筑物保溫效果差，因此提高建筑物保溫節(jié)能效率迫在眉睫[2]。真空絕熱板作為一種新型建筑保溫隔熱材料，非常適合現(xiàn)代建筑綠色、節(jié)能的發(fā)展要求。

真空絕熱板(vacuum insulation panel, VIP)是指導(dǎo)熱系數(shù)低于11.5 mW/(m·K)的超級(jí)絕熱保溫材料，主要由芯材、包裹芯材的膜材以及吸氣劑3部分組成。其中，芯材是為了保證真空絕熱板有一定的強(qiáng)度；膜材是為了維持真空絕熱板內(nèi)部的真空度；吸氣劑是為了吸除真空絕熱板真空封裝時(shí)的參與氣體以及由于長(zhǎng)期使用滲入的氣體[3-5]，如圖1所示[6]。VIP之所以具有絕佳的保溫隔熱性能，是因?yàn)槠湓谡婵战^熱原理的基礎(chǔ)上采用低導(dǎo)熱率芯材以降低固體熱傳導(dǎo)，同時(shí)盡可能地提高板內(nèi)真空度并輔以吸氣劑和干燥劑來(lái)吸附芯材中的水汽和氣體以減少氣體熱傳導(dǎo)，再輔以高性能膜材來(lái)降低熱輻射，從而達(dá)到高效保溫節(jié)能的目的。在同等厚度條件下，VIP具有10倍于傳統(tǒng)材料的絕熱性能[7, 8]，是目前熱導(dǎo)率最低的高效保溫材料，被稱為超級(jí)絕熱材料。但由于VIP成本價(jià)格較高等原因，VIP在房屋建筑保溫領(lǐng)域尚未大面積推廣應(yīng)用。

圖1 真空絕熱板結(jié)構(gòu)[6]：(a) VIP實(shí)物照片，(b)VIP板截面圖Fig.1 The structure of vacuum insulation panel[6]: (a) image of VIP, (b) schematic sketch of cross section

VIP與常見(jiàn)保溫材料相比最大的優(yōu)點(diǎn)在于其極低的導(dǎo)熱系數(shù)。研究數(shù)據(jù)表明[9, 10]：VIP導(dǎo)熱系數(shù)是常規(guī)聚苯板的1/5、發(fā)泡聚氨酯的1/4、保溫砂漿和發(fā)泡水泥的1/10～1/5。一般來(lái)說(shuō)，真空絕熱板芯材采用輕質(zhì)多孔材料進(jìn)行隔熱，目的是盡可能地減小固體導(dǎo)熱所占的導(dǎo)熱量。且其采用真空封裝的方法，將殘留在材料體系內(nèi)的氣體盡可能清除，從而使得因氣體對(duì)流導(dǎo)致的傳熱途徑被消除或者被限制。且在相同熱阻條件下，VIP比其他保溫材料具有更薄的厚度，用1～2 cm厚的VIP就能達(dá)到65%的節(jié)能要求。住宅樓建筑使用VIP作為建筑外墻保溫材料，可以增加1%～3%的得房率，較大幅度地增加建筑使用面積。近年來(lái)，VIP不管是從原材料入手的試驗(yàn)制備研究，還是傳熱機(jī)理分析，都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，為VIP板的大規(guī)模應(yīng)用提供了保障[11-14]。

然而，VIP在建筑保溫上的應(yīng)用和研究還處于初級(jí)階段，尚有很多理論和實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題需要解決，如VIP的力學(xué)性能不足、表面易破損、實(shí)際服役壽命有待提高以及材料和制作成本較高等方面[3, 15, 16]。芯材是建筑用VIP的核心骨架，起著支撐作用，決定著VIP的保溫性能、整體強(qiáng)度以及服役壽命。目前國(guó)內(nèi)還缺少對(duì)于建筑用真空絕熱板芯材的分類與比較研究，特別是導(dǎo)熱系數(shù)、制備工藝和性價(jià)比方面的比較研究。

2 真空絕熱板芯材

由于真空絕熱板芯材主要用于支撐結(jié)構(gòu)和阻止熱傳遞(氣體、對(duì)流以及輻射傳熱)，所以芯材要有較低的導(dǎo)熱系數(shù)、一定的強(qiáng)度和一定的開(kāi)孔率以便于抽真空。通常所采用的芯材多為微納米級(jí)別材料且具有微孔隙結(jié)構(gòu)和較高的開(kāi)孔率，這樣在真空絕熱板制備過(guò)程中可以最大程度排除板內(nèi)氣體并限制微孔隙內(nèi)部剩余氣體分子的運(yùn)動(dòng)，使板內(nèi)能達(dá)到一定真空度，從而使VIP具有良好保溫絕熱性能。芯材不同，所需抽真空的壓力也不同[17]。芯材主要分為以下4類：泡沫類、纖維類、粉體類以及粉體-纖維復(fù)合類?？傮w來(lái)說(shuō)，不同類型芯材在制備工藝、導(dǎo)熱系數(shù)、價(jià)格成本等方面各有其優(yōu)勢(shì)和不足。圖2顯示了不同類型芯材的VIP的導(dǎo)熱系數(shù)[18]。

圖2 不同內(nèi)部壓力下不同芯材真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)(外部壓力105 Pa，溫度20 ℃)[18]Fig.2 Thermal conductivity of VIPs with different core materials under different pressures (air pressure=105 Pa，T=20 ℃)[18]

2.1 泡沫類芯材

發(fā)泡類聚合物芯材具有輕質(zhì)、絕熱、吸聲以及低價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)初泡沫類芯材就被提出用于制備VIP，主要包括發(fā)泡聚氨酯泡沫和發(fā)泡聚苯乙烯(PS)泡沫。聚氨酯泡沫按孔隙結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)孔和閉孔聚氨酯，其中高開(kāi)孔率的聚氨酯泡沫作為芯材被廣泛用于制備VIP。

在泡沫類芯材早期研究過(guò)程中，Kodama等[19]發(fā)現(xiàn)開(kāi)孔率為98%的聚氨酯泡沫在使用一段時(shí)間后導(dǎo)熱系數(shù)上升會(huì)50%左右。De Vos等[20]采用開(kāi)孔聚氨酯作為芯材制備VIP，在抽真空封裝后，當(dāng)板內(nèi)部真空度為13.3 Pa時(shí)，VIP導(dǎo)熱系數(shù)為7 mW/(m·K)。De Vos還使用不同孔徑大小的聚氨酯制備VIP，研究發(fā)現(xiàn)聚氨酯孔徑越小，制備出的VIP板導(dǎo)熱系數(shù)越小，且服役壽命越長(zhǎng)。隨后，Manini[21]也對(duì)發(fā)泡聚氨酯泡沫作為芯材制備的真空絕熱板進(jìn)行了相關(guān)性能研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，針對(duì)VIP的性能來(lái)說(shuō)，發(fā)泡聚氨酯泡沫的芯材、封裝所用的膜材與吸氣劑(干燥劑)三者具有同等重要性。這是因?yàn)橹苽涞腣IP在服役期間會(huì)有氣體不斷滲透，從而導(dǎo)致VIP內(nèi)部真空度消失，保溫性能越來(lái)越差。2001年，Stroobants等[22]采用硬質(zhì)開(kāi)孔泡沫作為芯材制備VIP，并對(duì)所制備VIP板表面出現(xiàn)的褶皺進(jìn)行工藝處理，其方法主要是對(duì)制備出的VIP板進(jìn)行再壓縮來(lái)消除褶皺，試驗(yàn)過(guò)程壓縮率控制在40%～90%之間，當(dāng)壓縮的VIP板密度達(dá)到90.5 kg/m3時(shí)，VIP板導(dǎo)熱系數(shù)為4.1 mW/(m·K)。但是該研究存在兩個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題：一是再壓縮后會(huì)導(dǎo)致板材容重增大，且在其服役壽命期間很可能會(huì)出現(xiàn)比較大的回彈現(xiàn)象，致使VIP板內(nèi)芯材塌陷毀壞；二是板材再壓縮有可能會(huì)使得封裝膜材產(chǎn)生裂紋，影響VIP板的后期使用，嚴(yán)重的話有可能直接報(bào)廢處理。

國(guó)內(nèi)方面， Wong等[23]以CO2和N2作為發(fā)泡劑制備PS泡沫并制備VIP板，發(fā)現(xiàn)PS芯材的開(kāi)孔率越高，所制備的VIP板導(dǎo)熱系數(shù)越低。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，使用開(kāi)孔率分別為50%(PS-1)、70%(PS-2)、90%(PS-3)和98%(PS-4)的發(fā)泡PS泡沫，制備出的VIP在一定真空度下導(dǎo)熱系數(shù)分別為27、20、10和6.5 mW/(m·K)，且以CO2和N2為發(fā)泡劑制備PS泡沫在孔徑、容重以及孔隙結(jié)構(gòu)均有差別。從圖3a可以看出，對(duì)于PS-1、PS-2和PS-3，采用CO2作為發(fā)泡劑制備的PS孔徑均大于由N2作為發(fā)泡劑制備的PS；而對(duì)于PS-4而言，結(jié)論與之相反。圖3b顯示出以CO2作為發(fā)泡劑制備的PS容重均高于N2類。泡沫類材料作為芯材制備VIP具有成本低、保溫性能良好等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在如下缺陷：① 真空度要求高；② 采用的發(fā)泡劑對(duì)環(huán)境保護(hù)不利；③ 泡沫的燃燒等級(jí)為B級(jí)，不滿足建筑防火A級(jí)要求。

2.2 纖維類芯材

纖維種類有很多，常見(jiàn)有玻璃纖維、聚丙烯纖維和礦物纖維等，其中玻璃纖維以其優(yōu)異的保溫絕熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、低容重以及非易燃等特點(diǎn)常被用來(lái)作為芯材制備VIP板。玻璃纖維生產(chǎn)工藝分為兩種：離心噴吹法和火焰噴射法。研究表明，采用纖維作為芯材制備的VIP板導(dǎo)熱系數(shù)在32～40 mW/(m·K)之間，其中纖維的種類、直徑和長(zhǎng)度是主要技術(shù)參數(shù)[24, 25]。

圖3 以CO2和N2作為發(fā)泡劑制備的PS的孔徑與容重[23]：(a)孔徑，(b)容重Fig.3 The cell size and density of PS prepared with CO2 and N2 as a foaming agent[23]: (a) pore size, (b) bulk density

Stanley等[26]采用礦物棉作為芯材制備VIP板，其礦物棉纖維的表面噴涂了比表面積為150 m2/g的硅粉。因?yàn)樵谥苽銿IP芯板的生產(chǎn)工藝上通常不可以使用膠凝材料來(lái)提高芯板的整體性，而添加硅粉的方法可以有效增強(qiáng)纖維之間的粘聚力，同時(shí)板材在服役期間可以有效吸收滲透的水蒸氣，進(jìn)而延長(zhǎng)使用壽命。當(dāng)板內(nèi)真空度在1.33×102～1.33×103Pa之間時(shí)，該類VIP的導(dǎo)熱系數(shù)居于9.6 mW/(m·K)左右。Mukhopadhyaya等[27]采用不同種類纖維作為芯材來(lái)制備VIP，發(fā)現(xiàn)使用礦物氧化物纖維(mineral oxide fiber，MOF)作為芯材時(shí)，低壓條件下導(dǎo)熱系數(shù)處于7～8 mW/(m·K)范圍，但當(dāng)壓力高于10 Pa，該VIP導(dǎo)熱系數(shù)開(kāi)始呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)且高于10 mW/(m·K)；使用高密度玻璃纖維(high density glass fiber，HDGF)作為芯材制備VIP時(shí)，在板內(nèi)壓力處于20～30 Pa時(shí)，VIP的導(dǎo)熱系數(shù)維持在4～5 mW/(m·K)之間，具有非常理想的保溫絕熱性能，詳見(jiàn)圖4。

國(guó)內(nèi)一些學(xué)者也進(jìn)行了關(guān)于使用纖維作為芯材制備VIP的研究。周介明[28]開(kāi)發(fā)了一種濕法超細(xì)玻璃纖維棉真空絕熱板，制備的VIP板具有輕質(zhì)、耐腐蝕性好、穩(wěn)定性好、保溫隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，且該VIP板厚度只有8～30 mm，使用溫度范圍在-50～70 ℃之間，在20 ℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為1.8～2.8 mW/(m·K)。2013年，Di等[29]發(fā)現(xiàn)用短切絲玻璃纖維制備的VIP保溫性能較好。當(dāng)壓力不超過(guò)10 Pa時(shí)，該真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)低于1.5 mW/(m·K)；當(dāng)壓力上升到60 Pa左右時(shí)，該板的導(dǎo)熱系數(shù)增加到4.9 mW/(m·K)。2015年，Chen等[30]采用離心噴絲吹拉法制備了具有超分層玻璃纖維作為芯材的VIP。由于超分層玻璃纖維芯材的纖維取向集中在與傳熱方向垂直的x-z平面上，該法制備出的VIP初始導(dǎo)熱系數(shù)僅為1.25 mW/(m·K)，與傳統(tǒng)濕法制備出的芯材相比，導(dǎo)熱系數(shù)僅為其一半。當(dāng)壓力達(dá)到1000 Pa時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)上升到13.03 mW/(m·K)。

圖4 不同種類纖維制備VIP導(dǎo)熱性能對(duì)比[27]Fig.4 Thermal conductivity of fibrous insulation materials[27]

雖然以纖維類作為芯材制備VIP具有良好保溫絕熱性能，但是纖維類型芯材VIP板也存在一些難以克服的缺陷，如：① 采用纖維類材料作為芯材制備VIP板，真空封裝會(huì)產(chǎn)生較大的壓縮率，VIP板的芯板在服役期間有可能會(huì)出現(xiàn)較大回彈，造成墻體出現(xiàn)鼓包開(kāi)裂等不良現(xiàn)象；② 纖維板對(duì)真空度要求較高，當(dāng)板內(nèi)真空度高于幾十帕?xí)r，VIP板保溫性能基本喪失；③ 纖維對(duì)人體健康不利，會(huì)產(chǎn)生刺癢等不良反應(yīng)。

2.3 粉末類芯材

通常用于制備VIP的粉體芯材多為無(wú)機(jī)非金屬材料，常見(jiàn)有：氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅灰、膨脹珍珠巖、輕質(zhì)浮石與蛭石等。粉體類芯材制備的VIP，其導(dǎo)熱系數(shù)一般在3～10 mW/(m·K)之間[31]。

二氧化硅類芯材常用于制備VIP，常用的有氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅以及氣凝膠。該類材料多為納米級(jí)粉體材料，在降低氣體熱傳導(dǎo)方面效果明顯。Kistler等[32]最先提出使用二氧化硅氣凝膠來(lái)制備VIP，所制備出的VIP容重小、氣孔間距在1～100 nm之間，且在5000 Pa壓力下導(dǎo)熱系數(shù)不超過(guò)4 mW/(m·K)。但是由于二氧化硅氣凝膠價(jià)格昂貴，制備出的VIP價(jià)格相對(duì)其它芯材來(lái)說(shuō)偏高很多，限制了此類VIP的生產(chǎn)應(yīng)用。后來(lái)，Cap等[33]采用不同配合比的膨脹珍珠巖、氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅以及防輻射粉末作為芯材制備VIP。在真空封裝后，上下表面附加玻璃蓋板，導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到3～7 mW/(m·K)。該實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)隨著外部荷載的增加，VIP板導(dǎo)熱系數(shù)也在增加，詳見(jiàn)圖5。Cap等[33]研究了不同壓力下膨脹珍珠巖的導(dǎo)熱系數(shù)，指出其在0.2 MPa下固體傳熱導(dǎo)熱系數(shù)為4 mW/(m·K)，但是膨脹珍珠巖的極限壓力為p1/2=500 Pa。盡管膨脹珍珠巖因其良好的保溫絕熱性能以及低價(jià)被廣泛作為芯材制備VIP板，但是如果采用單一粉體芯材，在模壓成型工藝上較為困難，且成型后的板材脆性較大、易開(kāi)裂。2016年，Chang等[34]分別采用硅藻土與?；⒅椴糠痔娲鷼庀喽趸柚苽銿IP。研究結(jié)果表明，在壓力低于100 Pa時(shí)，摻加質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%、60%以及70%硅藻土或?；⒅榻M別相較于純氣相二氧化硅組別制備的VIP導(dǎo)熱系數(shù)更低，最低可達(dá)到8 mW/(m·K)；但當(dāng)壓力開(kāi)始呈現(xiàn)指數(shù)上升時(shí)，摻加了硅藻土或?；⒅榻M別導(dǎo)熱系數(shù)均高于純氣相二氧化硅組；在壓力達(dá)到0.1 MPa時(shí)，摻加了不同配比?；⒅榻M別與純氣相二氧化硅組別導(dǎo)熱系數(shù)近似，處于29～31 mW/(m·K)之間。最近，Zhuang等[35]研究采用膨脹軟木屑部分替代氣相二氧化硅制備VIP。利用兩者孔隙結(jié)構(gòu)上的差異性，采用真空注入法使氣相二氧化硅填充于膨脹軟木屑孔隙內(nèi)，使整體結(jié)構(gòu)更加致密，從而可以有效降低導(dǎo)熱系數(shù)。其中摻加了50%膨脹軟木屑的組別綜合表現(xiàn)最佳，在壓力低于100 Pa時(shí)，該組導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到6.3 mW/(m·K)。

圖5 摻加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%碳化硅的沉淀二氧化硅的導(dǎo)熱系數(shù)與外部荷載關(guān)系[33]Fig.5 Thermal conductivity of precipitated SiO2 added 20% SiC as a function of external load[33]

可見(jiàn)，粉體作為芯材具有如下優(yōu)缺點(diǎn)：① 粉體芯材多為納米級(jí)，對(duì)真空度敏感度不高，可有效延長(zhǎng)VIP服役壽命；② 粉體芯材多為無(wú)機(jī)非金屬材料，建筑防火等級(jí)為A級(jí)；③ 粉體芯材導(dǎo)熱系數(shù)較低，制備出的VIP能更好地滿足保溫絕熱要求；④ 有些粉體芯材具有難成型等缺陷，同時(shí)粉體芯材吸入人體會(huì)對(duì)呼吸道有傷害。

2.4 粉體-纖維復(fù)合類

由于采用單一粉體作為芯材制備VIP普遍存在價(jià)格偏高以及脆性大易開(kāi)裂等情形，科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)開(kāi)始嘗試采用粉體與纖維復(fù)合(適當(dāng)配合比)作為芯材制備VIP。粉體與纖維復(fù)合體系既可以填充粉體材料之間的孔隙，降低芯板內(nèi)氣體對(duì)流熱傳導(dǎo)，保證VIP具有良好保溫隔熱性能，又可以降低VIP成本，使之能更好投入生產(chǎn)供社會(huì)需求。粉體纖維復(fù)合材料模型詳見(jiàn)圖6。

2008年，加拿大國(guó)家科學(xué)研究員會(huì)-土木工程研究院(NRC-IRC)員采用浮石與玻璃纖維板多層復(fù)合模壓成型作為芯板制備VIP，結(jié)果表明，其導(dǎo)熱系數(shù)與采用氣凝膠作為芯材制備VIP的導(dǎo)熱系數(shù)大小相似，保溫隔熱表現(xiàn)均很優(yōu)異[27]。2014年Alam等[36]采用不同配比膨脹珍珠巖替代氣相二氧化硅作為芯材制備VIP，發(fā)現(xiàn)當(dāng)用50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)氣相二氧化硅(FS)、30%膨脹珍珠巖(EP)、12%碳化硅(SiC)以及8%聚酯纖維(PP)混合制備出的VIP板的綜合表現(xiàn)最佳，該組芯板導(dǎo)熱系數(shù)為28 mW/(m·K)，并在成本方面可相對(duì)降低20%左右，如圖7所示。經(jīng)真空封裝后，在50 Pa壓力下，該配比下VIP板導(dǎo)熱系數(shù)約為7.6 mW/(m·K)。2006年，王東寧等[37]采用二氧化硅氣凝膠和纖維以一定的配合比進(jìn)行混合作為芯材制備真空絕熱板，制備后的板材硬度大，加工和使用方便且保溫性能好，但是成本較高。2012年，司坤等[38]通過(guò)使用膨脹珍珠巖部分代替氣相二氧化硅制備VIP(其中摻加適量聚丙烯纖維)，得出以50%膨脹珍珠巖替代氣相二氧化硅制備出的VIP，其導(dǎo)熱系數(shù)為9 mW/(m·K)，對(duì)比以純氣相二氧化硅制備的VIP，容重大小基本沒(méi)變化，導(dǎo)熱系數(shù)增加了25.6%，但是成本節(jié)約了30%。該團(tuán)隊(duì)還研究了摻入不同種類纖維進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)(短切玻璃纖維與聚丙烯纖維)?？刂评w維摻量、攪拌速度以及攪拌時(shí)間相同，在相同成型工藝條件下，摻入短切玻璃纖維制備出的芯板表面存在明顯束狀褶皺，而聚丙烯纖維則沒(méi)有，造成該現(xiàn)象的主要原因是玻璃纖維在攪拌過(guò)程中很難做到完全分散開(kāi)，極易與粉體芯材互裹成團(tuán)成束，使芯板極易出現(xiàn)開(kāi)裂損壞。2016年，Li等[39]研究采用氣相二氧化硅、中空?；⒅橐约岸糖芯埘ダw維混合材料作為芯材制備VIP，波化微珠的添加能使復(fù)合芯材的孔隙率達(dá)到80%～90%，平均孔徑在19～181 nm之間。當(dāng)?；⒅閾搅抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)低于26%時(shí)，制備出的VIP導(dǎo)熱系數(shù)能夠達(dá)到7.2 mW/(m·K)。Li還指出，采用6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；⒅橹苽涞腣IP適合用于冰箱保溫行業(yè)；摻加26%質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；⒅橹苽涞腣IP適合于建筑保溫行業(yè)。最近，研究人員使用二氧化硅、稻殼灰、炭黑、二氧化鈦和聚酯短切纖維制備出了新型纖維-粉體芯材，該芯材制備的VIP不僅導(dǎo)熱系數(shù)較低、具有較長(zhǎng)的服役壽命，且降低了制備成本價(jià)格，具有較好的綜合性能[40]。

綜上所述，粉體-纖維復(fù)合類芯材具有如下優(yōu)缺點(diǎn)：① 復(fù)合體系的芯材結(jié)構(gòu)減小了芯材的內(nèi)部孔徑，降低了氣體熱傳導(dǎo)，可以降低芯板的導(dǎo)熱系數(shù)；② 使得粉體和纖維兩者不同組份之間的優(yōu)勢(shì)性能互補(bǔ)，可以解決單一粉體材料帶來(lái)的成本高、難成型和強(qiáng)度低等問(wèn)題；③ 主要缺陷是纖維在攪拌過(guò)程中可能會(huì)與粉體材料互相包裹而出現(xiàn)成團(tuán)現(xiàn)象，造成芯板鼓包、開(kāi)裂，降低成品率。

3 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)今世界能源危機(jī)加劇，提高建筑物能源節(jié)約效率勢(shì)在必行，其中，發(fā)展高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱材料是建筑節(jié)能的重要組成部分。真空絕熱板以其優(yōu)異的保溫性能受到廣泛的關(guān)注，其中芯材是真空絕熱板研究和應(yīng)用的核心。芯材研究主要分為泡沫類、纖維類、粉體類和粉體-纖維復(fù)合類。泡沫類芯材由于發(fā)泡劑對(duì)環(huán)境不利以及泡沫的燃燒等級(jí)為B級(jí)而受到限制；纖維類雖然導(dǎo)熱系數(shù)低，但是纖維對(duì)于真空度要求高且纖維類芯板在服役期間可能會(huì)出現(xiàn)回彈而失去保溫效果；粉體類芯材具有優(yōu)異的保溫絕熱性能，但是粉體類芯材制備的芯板強(qiáng)度極差且價(jià)格偏高(如氣凝膠、氣相二氧化硅等)；粉體-纖維復(fù)合類芯材可以有效解決部分問(wèn)題，如成本高、芯板強(qiáng)度低、保溫性不良等，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)新的技術(shù)問(wèn)題，如纖維與粉材互裹成團(tuán)難分散、容重偏高、板材服役壽命預(yù)測(cè)和老化行為研究等。常見(jiàn)綜合性能較為優(yōu)異的復(fù)合類芯材有氣相二氧化硅和聚丙烯纖維復(fù)合體系、氣相二氧化硅和稻殼灰復(fù)合體系等。另外，某些特定的建筑施工領(lǐng)域還需要開(kāi)發(fā)異形結(jié)構(gòu)的VIP板，如表面帶壓槽類、帶孔洞類以及曲面類等。異形VIP的出現(xiàn)同樣是大勢(shì)所趨，不僅大幅度提高了VIP板的使用靈活性，更是拓寬了VIP的目標(biāo)市場(chǎng)，促進(jìn)了VIP產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。