ขั้นตอนการผลิตแผ่นใยแก้วแอโรเจลแบบเย็บผสม

แอโรเจลมีความหนาแน่นต่ำมาก พื้นที่ผิวจำเพาะสูง และความพรุนสูง ซึ่งแสดงคุณสมบัติทางแสง ความร้อน เสียง และไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์ และมีโอกาสในการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวางในหลายสาขา ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์แอโรเจลที่ประสบความสำเร็จในการจำหน่ายเชิงพาณิชย์มากที่สุดในโลกคือผลิตภัณฑ์คล้ายสักหลาดที่ทำจากแอโรเจล SiO₂ และวัสดุผสมใยแก้ว
ไฟเบอร์กลาสแผ่นใยสังเคราะห์แอโรเจลแบบเย็บผสมเป็นวัสดุฉนวนที่ทำจากแอโรเจลและใยแก้วผสมกัน นอกจากจะคงคุณสมบัติการนำความร้อนต่ำของแอโรเจลแล้ว ยังมีคุณสมบัติความยืดหยุ่นและความแข็งแรงดึงสูง อีกทั้งยังประกอบง่าย เมื่อเทียบกับวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิมแล้ว แผ่นใยสังเคราะห์แอโรเจลมีข้อดีหลายประการในด้านการนำความร้อน คุณสมบัติทางกล ความต้านทานต่อน้ำ และความต้านทานต่อไฟ
โดยหลักแล้ววัสดุนี้มีคุณสมบัติในการหน่วงไฟ ฉนวนกันความร้อน ฉนวนกันเสียง และดูดซับแรงกระแทก เป็นต้น สามารถใช้เป็นวัสดุรองพื้นสำหรับฉนวนกันความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่ วัสดุฝ้าเพดานแผงประตูรถยนต์ แผ่นตกแต่งภายในพื้นฐาน วัสดุก่อสร้าง วัสดุดูดซับเสียงและฉนวนกันความร้อนอื่นๆ วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใยแก้ว วัสดุกรองอุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรม เป็นต้น
วิธีการเตรียมวัสดุคอมโพสิตแอโรเจลซิลิกา₂ โดยทั่วไป ได้แก่ วิธีการสังเคราะห์ในแหล่งกำเนิด (in situ method), วิธีการแช่ (soaking method), วิธีการซึมผ่านไอสารเคมี (chemical vapor permeation method), วิธีการขึ้นรูป (molding method) เป็นต้น ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ วิธีการสังเคราะห์ในแหล่งกำเนิดและวิธีการขึ้นรูปเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียมวัสดุคอมโพสิตแอโรเจลซิลิกา₂ เสริมใย
กระบวนการผลิตของแผ่นใยแก้วแอโรเจลโดยหลักแล้วประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:
① การเตรียมเส้นใยแก้ว: ขั้นตอนการเตรียมเส้นใยแก้ว ได้แก่ การทำความสะอาดและทำให้แห้ง เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความบริสุทธิ์ของเส้นใย
② การเตรียมแอโรเจลโซล: ขั้นตอนการเตรียมแอโรเจลโซลนั้นคล้ายคลึงกับการเตรียมแอโรเจลเฟลต์ทั่วไป กล่าวคือ นำสารประกอบที่ได้จากซิลิคอน (เช่น ซิลิกา) มาผสมกับตัวทำละลายและให้ความร้อนจนได้โซลที่มีความสม่ำเสมอ
③ การเคลือบเส้นใย: ผ้าหรือเส้นด้ายใยแก้วจะถูกแทรกซึมและเคลือบด้วยสารละลาย เพื่อให้เส้นใยสัมผัสกับสารละลายแอโรเจลอย่างเต็มที่
④ การเกิดเจล: หลังจากเคลือบเส้นใยแล้ว จะทำการทำให้เกิดเจล โดยวิธีการทำให้เกิดเจลสามารถใช้ความร้อน ความดัน หรือสารเชื่อมโยงทางเคมี เพื่อส่งเสริมการเกิดโครงสร้างเจลแข็งของแอโรเจล
⑤ การกำจัดตัวทำละลาย: เช่นเดียวกับกระบวนการผลิตแผ่นใยแอโรเจลทั่วไป เจลจำเป็นต้องถูกกำจัดตัวทำละลายออก เพื่อให้เหลือเพียงโครงสร้างแอโรเจลที่เป็นของแข็งอยู่ในเส้นใยเท่านั้น
⑥ การอบชุบด้วยความร้อน:แผ่นใยแก้วแอโรเจลหลังจากกำจัดตัวทำละลายแล้ว จะนำไปอบด้วยความร้อนเพื่อเพิ่มความเสถียรและคุณสมบัติทางกล อุณหภูมิและระยะเวลาในการอบด้วยความร้อนสามารถปรับได้ตามความต้องการเฉพาะ
⑦ การตัด/การขึ้นรูป: แผ่นใยแก้วแอโรเจลที่ผ่านการอบด้วยความร้อนแล้ว สามารถตัดและขึ้นรูปเพื่อให้ได้รูปทรงและขนาดที่ต้องการได้
⑧ การปรับปรุงพื้นผิว (ทางเลือก): ตามความต้องการ สามารถทำการปรับปรุงพื้นผิวของแผ่นใยแก้วแอโรเจลเพิ่มเติมได้ เช่น การเคลือบ การหุ้ม หรือการเพิ่มคุณสมบัติพิเศษ เพื่อให้ตรงกับความต้องการใช้งานเฉพาะด้าน