Tanie, przyjazne dla środowiska izolacje budynków
Celem projektu ICECLAY (Highly efficient production of ultra-lightweight clay-aerogel materials and their integrated composites for building insulation) było opracowanie nowej generacji tanich, a jednocześnie bardzo skutecznych materiałów izolacyjnych do zastosowań budowlanych. Ich produkcja przyczyni się także do poprawy konkurencyjności małych i średnich przedsiębiorstw unijnego sektora budowlanego. Ponieważ powszechnie stosowane aerożele są na ogół drogie i opierają się na niebezpiecznych procesach produkcyjnych, w ramach projektu ICECLAY stworzono porowaty lekki materiał kompozytowy wytwarzany przy użyciu przyjaznego dla środowiska procesu suszenia sublimacyjnego. W tym wszechstronnym procesie wykorzystuje się tylko nieszkodliwe i niedrogie surowce, na przykład naturalne nanoglinki, wodę i przyjazne dla środowiska, tanie polimery. Partnerzy projektu ICECLAY wybrali do aerożelu cztery glinki o pożądanych właściwościach. Naturalny hektoryt i syntetyczny hektoryt okazały się dostarczać najlepszych glinek do wytwarzania wysoce tiksotropowej zawiesiny wodno-żelowej, która zmniejsza swoją lepkość pod wpływem naprężenia. Glinki hektorytowe pozwoliły na uzyskanie wytrzymalszych żelów niż inne glinki oraz lepiej oddziaływały z polimerami, tworząc wytrzymalsze struktury. Aerożel wytworzono w postaci płyt, cienkich pasów, granulatu i proszku. Dzięki optymalizacji warunków zamrażania poprzez obniżenie temperatury do -65ºC, stanowiących etap wstępnego schładzania w komorze suszarki sublimacyjnej, aerożele zyskały lepsze właściwości. Chodzi tu między innymi o większą integralność strukturalny i szorstkość powierzchni, a także zmniejszoną wielkość porów dzięki wytwarzaniu mniejszych kryształków lodu. Uczeni opracowali narzędzia komputerowe służące do tworzenia modeli numerycznych symulujących wydajność materiałów oraz przygotowali podręczniki użytkownika poświęcone właściwościom termicznym/przewodności cieplnej aerożeli glinkowych. Przeprowadzono też szereg badań z wykorzystaniem tych modeli, aby określić wpływ mikrostruktur różnych aerożeli ICECLAY na ich właściwości termiczne. Ponadto opracowane modele mogą przydać się w eksperymentalnych pracach mających na celu uzyskanie aerożeli o określonych właściwościach, przeznaczonych do wybranych materiałów budowlanych. W ramach projektu ICECLAY opracowano konkurencyjny materiał aerożelowy, przeznaczony specjalnie do segmentu modernizacyjnego, w którym ważne są niskie koszty, oszczędność miejsca oraz doskonałe parametry izolacyjne.
Słowa kluczowe
Izolacja budynków, aerożel, nanoglinka, hektoryt, polimery, właściwości termiczne
