疏水SiO2氣凝膠的常壓制備及其在保溫材料上的應(yīng)用研究.pdf

1、作為一種結(jié)構(gòu)可控的輕質(zhì)、多孔材料,SiO2氣凝膠憑借低熱導(dǎo)系數(shù)、低密度、高比表面積和高孔隙率,在光學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)以及熱學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。特別是在以“節(jié)能環(huán)?！睘橹黝}的今天,SiO2氣凝膠被公認(rèn)為是一種超級(jí)保溫材料,并在建筑上得到廣泛應(yīng)用。但制備成本高、機(jī)械強(qiáng)度低成為其在建筑上應(yīng)用的瓶頸。
　　膨化珍珠巖作為一種孔隙率高達(dá)90％的輕質(zhì)多孔材料,因其低廉的價(jià)格、極佳的耐火性和較高的機(jī)械強(qiáng)度,在建筑方面的應(yīng)用也備受關(guān)注。以膨

2、化珍珠巖為基材的建筑絕熱材料其導(dǎo)熱系數(shù)始終高于聚苯乙烯、聚氨酯和酚醛樹脂發(fā)泡材料等有機(jī)材料。為了開發(fā)低成本、低導(dǎo)熱系數(shù)、高機(jī)械強(qiáng)度的新一代建筑保溫材料,本文考慮在廉價(jià)的珍珠巖中摻雜SiO2氣凝膠。
　　本文以水玻璃為硅源,通過一步溶膠-凝膠法,利用六甲基二硅氮烷(HMDZ)對(duì)濕凝膠進(jìn)行表面疏水改性,經(jīng)常壓干燥,成功制備了疏水SiO2氣凝膠。實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn),通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)的最佳條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:當(dāng)水玻璃與水的體積為

3、1:16,pH為8.5,疏水改性時(shí)間為24h時(shí),能制備出實(shí)驗(yàn)所需最佳性能的氣凝膠。在此最優(yōu)配比條件下,將SiO2氣凝膠成功摻雜于膨化珍珠巖。
　　本文利用X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、BET吸附、傅里葉紅外光譜(FI-IR)等測(cè)試手段對(duì)制備的疏水SiO2氣凝膠的物相、微觀形貌、結(jié)構(gòu)和表面基團(tuán)進(jìn)行了表征。并采用導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀對(duì)摻雜后的珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明:經(jīng)疏水改性后的SiO2氣凝膠