基于静电作用制备硅基气凝胶及其性能研究

针对第二类复合材料(基体与增强相间通过化学键连接)增强导致二氧化硅气凝胶密度及导热率升高等不足,利用带负电荷的二氧化硅气凝胶与带正电荷的聚合物间静电吸引作用制备二氧化硅气凝胶/聚合物杂化复合材料,分析基于静电作用的二氧化硅气凝胶的增强、透光与传热性能.研究表明,通过静电吸引作用在二氧化硅气凝胶骨架表面引入聚合物层,可以有效提高气凝胶材料的强度,聚合物的引入使气凝胶内部分微孔转变为中孔,同时由于静电吸引相界面的高透光和高热阻性质,使气凝胶复合材料基本保持原有的透光性能和隔热性能.     

聚氨酯增强二氧化硅气凝胶常压干燥制备及其性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为偶联剂,聚氨酯为增强相,经水解缩聚形成凝胶后通过常压干燥工艺制备聚氨酯增强二氧化硅复合气凝胶.采用傅立叶红外光谱对样品的化学结构进行表征,并通过扫描电镜、比表面积与孔径分析仪,万能试验机和接触角仪等对所制得气凝胶的微观形貌、孔结构,力学和疏水性性能进行了分析.结果表明,所制备的气凝胶的孔径分布范围为2.0～25.0 nm,是一种具有三维网状结构的介孔材料,并且具有良好的力学性能,15wt;聚氨酯增强的气凝胶的压缩模量达到4MPa,同时疏水性也得到了提高,其接触角为77.73°.     

HNTs/SiO2复合气凝胶制备及其性能研究

采用正硅酸乙酯(TEOS)为硅原,以硅烷改性的埃洛石纳米管(HNTs)为增强相,利用CO2超临界干燥技术制备具有优良力学和隔热性能的HNTs/SiO2复合气凝胶.利用傅立叶红外光谱、扫描电镜、比表面积与孔径分析仪、万能试验机和导热率测量仪等手段对HNTs改性后的表面状态、HNTs/SiO2复合气凝胶的微观形貌、孔结构、力学和导热性能进行了测试分析.结果表明:改性后的HNTs均匀分散到二氧化硅气凝胶基体中,并与SiO2纳米颗粒实现良好的结合,HNTs/SiO2复合气凝胶呈三维网络结构,当HNTs含量为15wt;时,平均孔径为10.47 nm;随着HNTs含量的增加,复合气凝胶的力学性能不断增强,同时其导热系数也不断增大,当HNTs含量为15wt;时,HNTs/SiO2复合气凝胶的抗压强度为0.85 MPa,导热系数为0.024 W/mK.