二氧化硅氣凝膠微球的制備及其與聚苯乙烯懸浮聚合.pdf

1、含介孔結(jié)構(gòu)的SiO2氣凝膠絕熱性能優(yōu)異，但低強(qiáng)、易碎、成本高等制約其廣泛應(yīng)用；以之為基體，或?yàn)樘畛潴w，或與有機(jī)體構(gòu)成互穿網(wǎng)絡(luò)等復(fù)合結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使 SiO2氣凝膠增強(qiáng)和增韌，取得了顯著進(jìn)展。本文將SiO2氣凝膠粉體與通用塑料PS復(fù)合，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)氣凝膠-SiO2/PS核殼結(jié)構(gòu)型材料；閉合微孔的EPS泡沫板隔熱性能優(yōu)、強(qiáng)度高、易加工、成本低，作為保溫材料常低溫下被廣泛應(yīng)用，因此新型材料將具有廣闊應(yīng)用前景。
　　首先研究粒徑不等形態(tài)可控疏水性

2、SiO2氣凝膠球的制備。TEOS作前驅(qū)體與所配乳液不能成反相乳液，結(jié)果微量或不能成球；將硅溶膠加入乳液中攪拌分散時(shí)，分散不均導(dǎo)致團(tuán)聚嚴(yán)重少量成球；持續(xù)高速攪拌造粒時(shí)，低強(qiáng)凝膠球被打碎；攪拌時(shí)間過(guò)短，半凝膠態(tài)微球沉積而破碎團(tuán)聚；最終以水玻璃為硅源，在反相乳液中攪拌造粒，嚴(yán)格控制pH值、硅溶膠分散方式、攪拌速度及時(shí)間等，常壓或超臨界干燥，制備出微米級(jí)疏水性SiO2氣凝膠球，直徑約10-20μm，分散性好，比表面積709.3 m2/g，平均孔

3、徑11.2 nm。采用滴液成球法，以TEOS或水玻璃為硅源，在含表面活性劑的煤油中滴球時(shí)，因界面張力過(guò)大，多次實(shí)驗(yàn)都以失敗告終。采用滴落法，TEOS作前驅(qū)體在自制SiO2氣凝膠載臺(tái)上滴球時(shí)，硅溶膠與載臺(tái)相親鋪展，不能成球；水玻璃作硅源，結(jié)合自凝膠或注入堿液加速凝膠，在預(yù)制載臺(tái)上滴球，常壓或超臨界干燥，制備毫米級(jí)疏水性SiO2氣凝膠球，直徑約1-2 mm，比表面積734.4 m2/g，平均孔徑7.4 nm。二者均為典型納米介孔材料，表面枝

4、接-CH3而疏水，1000℃內(nèi)熱穩(wěn)定性良好。
　　其次研究懸浮聚合制備氣凝膠-SiO2/PS珠粒及其影響因素。微米級(jí)SiO2氣凝膠球或SiO2氣凝膠粉作分散相，BPO作引發(fā)劑，5％PVA作懸浮劑、Ca3(PO4)2作分散劑，控制引發(fā)劑及分散劑的量、攪拌速度、升溫速度、合成溫度及時(shí)間等，空氣氣氛下制備氣凝膠-SiO2/PS珠粒。復(fù)合珠粒粒徑分布與SiO2氣凝膠添加量成正比；復(fù)合珠粒轉(zhuǎn)化率隨攪拌速度增加先增加后降低，200 r/min