疏水柔性SiO2氣凝膠的性能與制備.pdf

1、SiO2氣凝膠是輕質(zhì)、多孔非晶態(tài)納米材料，有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、核物理等方面的性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。但現(xiàn)階段制備的SiO2氣凝膠力學(xué)性能較差，易磨損和破碎，其與纖維的復(fù)合材料在受外力時易從纖維體中脫落出來，且疏水性較差，導(dǎo)致其使用條件較苛刻。若要使SiO2氣凝膠廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，需要制備出疏水效果好、柔性高的SiO2氣凝膠。
　　 本文以甲基三乙氧基硅烷(MTES)為硅源，采用酸、堿兩步催化法，在制備過程中加入

2、羥基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)做結(jié)構(gòu)增強劑，結(jié)合超臨界干燥工藝制備出了疏水、柔性SiO2氣凝膠;探討了不同工藝參數(shù)（硅源、PDMS、堿催化劑濃度和不同溶劑）對氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)以及性能的影響;通過浸漬的方法將其與莫來石纖維氈復(fù)合，得到了可以卷曲且具有一定拉伸強度的氣凝膠/莫來石纖維復(fù)合材料。
　　 實驗表明:制備柔性最好的疏水、柔性SiO2氣凝膠的條件為:以甲醇為溶劑，硅源濃度為1∶19.5，草酸濃度為0.001M，氨水濃度為

3、10M，羥基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)濃度為7.5％。所得樣品具有開闊的三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，骨架結(jié)構(gòu)間空隙較大，強度較高。樣品具有良好的柔性和疏水性，其壓縮模量為2.39×104Pa，疏水角為146.8°，樣品的耐熱溫度為458.5℃。材料具有典型的納米材料特點:其比表面積為333.0 m2/g，孔體積與平均孔徑分別為0.6171cm3/g、10.74 nm。
　　 莫來石纖維與疏水、柔性SiO2氣凝膠很好地結(jié)合形成柔性更好