酚醛/SiO2双体系凝胶网络结构杂化气凝胶的制备与性能

通过Sol-Gel反应过程控制，调节酚醛树脂(PR)溶液和SiO2溶胶液的凝胶时间，共凝胶反应制备PR和SiO2凝胶网络互穿的PR/SiO2杂化气凝胶.考察了杂化气凝胶表观密度、收缩率、孔结构、微观形貌、热稳定性和力学性能随SiO2气凝胶含量的基本变化规律.研究结果表明：伴随SiO2气凝胶含量的增加，PR/SiO2杂化气凝胶表观密度正比增加；同纯PR有机气凝胶相比，杂化气凝胶孔结构得到明显改善，当TEOS] = 1.50 mol/L时，平均孔径减小了一半，降至0.25 μm，比表面积由24.60 m2/g增至44 m2/g左右；微观形貌照片显示有机气凝胶网络骨架中的大孔逐渐被SiO2溶胶粒子填充，变成更细小疏松的孔结构形貌，孔径分布明显变宽，SiO2气凝胶在PR凝胶骨架中纳米尺度内均匀分散；无机SiO2气凝胶的引入能有效提高有机气凝胶骨架结构的强度和热稳定性，纳米分散SiO2溶胶粒子的热阻隔效应抑制了PR有机骨架的热分解速率，当TEOS] = 1.00 mol/L时，杂化气凝胶的Tmax由539 °C提高到602 °C，热分解温度区间明显展宽.