Hava ile serilen soğuk zincir astarlarındaki köpük izolasyonun aerogel elyaf ile değiştirilmesi

Standart polyester dolgu, lif matrisi içinde durgun havayı hapsederek yalıtım sağlar; ancak dolgu lifinin kendi ısı iletkenliği, ısı transferini ne kadar düşürebileceğinizi sınırlar. EPS köpük daha iyi yalıtım değerleri elde eder, ancak sert, esnek olmayan ve hava ile serilen dokusuz kumaş işleme ile uyumlu değildir. Temel zorluk termodinamiktir: daha iyi yalıtım için, ısı iletkenliği durgun havanın kendisinden (0.026 W/m·K) daha düşük olan bir malzemeye ihtiyacınız vardır. On yıllarca, esnek ve işlenebilir bir dolgu malzemesi için bunun imkansız olduğu düşünülüyordu. Aerogel bu denklemi değiştirdi. Hacminin %90'ından fazlası nano ölçekli hapsedilmiş hava ceplerinden (10-30 nanometre) oluşan aerogel, statik havayı bile geride bırakan ısı iletkenliği değerlerine ulaşarak, malzeme biliminde bilinen en yüksek performanslı ısı yalıtım malzemesi haline geldi.

Ham silika aerojel, olağanüstü yalıtım özelliğine sahip olmasına rağmen kırılgandır ve monolitik formunda tekstil veya dokusuz kumaş ekipmanlarında işlenemez. ShowarmX, silika aerojeli süper ince toz haline getirerek ve eğirme işlemi sırasında doğrudan polyester elyafına karıştırarak bu sorunu çözüyor; böylece aerojelin nanoporlu yapısını esnek ve dayanıklı bir polyester matris içinde taşıyan bir elyaf elde ediliyor. Ortaya çıkan ShowarmX aerojel elyafı, statik havadan daha düşük olan 0.017–0.020 W/m·K termal iletkenliğe ulaşırken, hava ile serilen dokusuz kumaş üretim hatlarıyla tamamen uyumludur. Yoğunluğu 0.003 g/cm³ kadar düşüktür; bu da ShowarmX'i endüstriyel dokusuz kumaş uygulamaları için mevcut en hafif yalıtım dolgu malzemelerinden biri yapar.

Tekstil aerojel uygulamaları en yaygın olarak kışlık giyim bağlamında ele alınır; soğuk ortamlarda vücut ısı kaybını engelleme işlevi görürler. Soğuk zincir yalıtımı aynı termodinamik prensibe göre, ancak tersine çalışır: amaç, dışarıdan gelen ısının soğuk bir iç mekana girmesini engellemek ve mümkün olduğunca uzun süre istikrarlı bir düşük sıcaklık ortamı sağlamaktır. ShowarmX'in ultra düşük termal iletkenliği (≤0.02 W/m·K) her iki yönde de simetrik olarak çalışır; hangi taraf daha sıcak olursa olsun ısı transferine direnç gösterir. Soğuk zincir astarı için bu, daha ince bir ShowarmX aerojel dokusuz kumaş tabakasının, önemli ölçüde daha kalın geleneksel polyester dolgu tabakasına göre iç soğuk sıcaklıkları daha uzun süre koruyabileceği, böylece hem malzeme hacmini hem de toplam sevkiyat ağırlığını azaltabileceği anlamına gelir.

ShowarmX aerojel elyafı, hava ile serilen dokusuz kumaş üretiminde standart özellik olan içi boş kesitli elyaf formatında (1.5D × 38 mm) mevcuttur. Üretim hattında herhangi bir değişiklik, yeni bir bağlama kimyası veya yeniden ekipman kurulumu gerekmez. Elyafın hidrofobik özellikleri – silika aerojelin yüzey kimyasından miras kalan – soğuk zincir uygulamaları için ek bir işlevsel fayda sağlar: nem direnci, astar duvarında yoğuşma emilimini önler; bu da zamanla termal performansı düşürür ve taşıma sırasında ağırlık artışına neden olur. Sonuç olarak, taşıma ortamlarındaki nem koşullarından bağımsız olarak, sevkiyatın tüm süresi boyunca termal direnç değerini tutarlı bir şekilde koruyan bir yalıtım katmanı elde edilir.