二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料 导热性的研究

设计制备了二氧化硅气凝胶粉体材料,使用KH550将其表面改性后与粘结剂醋酸乙烯-乙烯共聚乳液搅拌为混合液,在超声波清洗器中将厚度为9mm的玻璃纤维针刺棉浸入混合液中之后,干燥制备得二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料。结果表明采用KH550表面改性的二氧化硅气凝胶材料在水性粘结剂中的溶解性良好,超声波处理有助于二氧化硅气凝胶材料均匀分散于玻璃纤维棉中;含二氧化硅气凝胶材料的玻璃纤维棉导热系数明显下降,且随温度升高,其隔热性能比普通玻璃纤维棉更好。对二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料的导热机理进行了研究,结果表明二氧化硅气凝胶材料的存在有效削弱了玻璃纤维棉的热桥效应及其气相导热效果。     

SiO2气凝胶纤维隔热复合材料的常压制备及性能表征

SiO₂气凝胶的力学性能较差,隔热性能较强,为了使其成为良好的隔热材料,本文提出一种SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料的制备方法。以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,玻璃纤维和陶瓷纤维为增强体,硅烷偶联剂KH550和KH570为纤维处理剂,在常压条件下制备SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料,并对材料性能进行表征。结果表明:前驱体中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)含量越高,复合材料中SiO₂气凝胶导热系数越低,低至0.028 W/(m·K);使用硅烷偶联剂KH550时,基体和纤维之间结合的紧密程度更高;纤维的加入使SiO₂气凝胶的力学性能达到很高水平;当前驱体中TEOS与CTAB摩尔比为1∶0.022时,经KH550处理的玻璃纤维/SiO₂气凝胶复合材料导热系数为0.054 W/(m·K),力学性能良好,隔热性能最优。     

玻璃纤维增韧SiO_2气凝胶复合材料的制备及隔热性能

采用蓬松处理后的玻璃纤维薄层为增强相,通过溶胶-凝胶法常压干燥条件下制备疏水性的SiO_2气凝胶复合隔热材料。研究了水与硅的摩尔比和玻璃纤维添加量对复合材料导热性能的影响。结果表明:前驱体液中水与硅的摩尔比为3:1时,复合材料中SiO_2气凝胶平均纳米孔径为8.160 nm,材料的密度为0.142 g/cm~3,孔隙率为88.03%,导热系数低达0.023 2 W/(m·K)。随着样品中纤维薄层含量的增加,复合材料的导热系数近似线性增长。考虑材料的成型条件,最优的纤维添加量为16%,材料的抗弯强度为0.533 MPa,抗压强度为29.59 kPa(25%形变)。与传统玻璃纤维增韧气凝胶复合材料相比,新材料的纤维添加量降低,材料密度更小(0.13~0.16 g/cm~3),导热更低(0.023~0.027 W/(m·K))。     

HNTs/SiO2粘土复合气凝胶保温砂浆的制备及性能研究

采用正硅酸乙酯为硅源,以改性的纤维状粘土埃洛石纳米管(HNTs)为增强相,利用常压干燥技术制得具有良好力学与隔热性能的HNTs/SiO2粘土复合气凝胶.将复合气凝胶作为轻骨料与砂浆复合,获得轻质隔热的保温砂浆.利用扫描电镜、压力试验机和导热仪对保温砂浆的微观形貌和性能进行表征.结果 表明:HNTs/SiO2粘土复合气凝胶呈现三维网状结构,与水泥界面结合紧密.当复合气凝胶掺量为50vol％时,HNTs/SiO2粘土复合气凝胶保温砂浆的抗压强度和抗折强度分别为10.4 MPa、1.3 MPa,导热系数为0.089 W/(m·K),相比于添加纯SiO2气凝胶的砂浆,抗压强度与抗折强度的增幅分别为33％、18％,导热系数上升了7％.     

纤维/气凝胶泡沫混凝土的制备与性能研究

气凝胶因具有低导热系数、高孔隙率、轻质等优异特性而备受关注,同时还具有高疏水性及良好的吸声和减震功能.实验以气凝胶为填充材料,玻璃纤维丝为增强体,制备了一种新型超轻质纤维/气凝胶泡沫混凝土.结果 表明:玻璃纤维的掺入促进了泡沫混凝土的成型,在超轻泡沫混凝土制备过程中起到至关重要的作用.当纤维含量为0.9％时,导热系数为0.058 W/(m·K),其密度为205 kg/m3,远低于普通泡沫混凝土的导热系数(0.08～0.25 W/(m· K))与密度(300～1600 kg/m3).抗压强度为0.32 MPa,符合泡沫混凝土标准JG/T 266-2011中A03级抗压强度的要求.     

SiO_2气凝胶添加量对YSZ多孔隔热材料制备与性能的影响

通过添加二氧化硅气凝胶制备轻质氧化锆多孔隔热材料,借助FT-FE-SEM、TEM、万能材料试验机和导热系数仪等测试手段系统研究了SiO_2气凝胶加入量对隔热材料导热系数、抗压强度、密度等性能的影响。研究结果表明:气凝胶加入量过少或过多会使料浆粘度过小或过大,造成孔分布不均,从而影响隔热性能。当添加30wt%的SiO_2气凝胶时,料浆粘度适中,样品孔径小而均匀,导热系数达到最低值,隔热性能最佳;制备样品的导热系数为0.043 W/(m·k),抗压强度为35.6 MPa,密度为1.51 g/cm~3,气孔率为60.9%。     

pH值对纤维增强SiO2气凝胶隔热材料性能的影响

以水玻璃为硅源,硅酸铝纤维为增强材料,通过溶胶-凝胶法制备了低导热、低成本,用于墙体隔热的纤维增强二氧化硅气凝胶隔热材料.主要探讨了溶胶pH值对导热性能、纤维的分散性及力学性能的影响.实验结果表明当pH值在6～7之间时,所制备材料的导热系数为0.021 W/(m·K)左右,抗压强度可达到6.11 MPa,并具有优异的柔韧性.     

高性能立方碳化硅导热填料的制备与性能研究

以化学有机改性对立方碳化硅(β-SiC)导热填料进行表面修饰,通过红外光谱对处理后β-SiC粉体表征.以硅烷偶联剂、硬脂酸以及二者的结合为改性剂,研究不同改性剂对β-SiC粉体固含量、吸油值及导热系数的影响.实验结果表明,在硅烷偶联剂中KH564的改性效果较为明显;通过对硬脂酸以及两种表面改性剂结合使用的研究,结果表明改性效果相比单一改性剂进一步提升,硬脂酸和KH564的效果较好,导热系数达到1.46W/(m·K),相比未改性的β-SiC提高了53.68％,比使用单一KH564改性提高了20.25％.     

硅酸铝纤维和玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料的制备与性能

分别以硅酸铝纤维和玻璃纤维为骨架材料,采用溶胶-凝胶、常压干燥制得纤维复合二氧化硅气凝胶材料,并对材料进行了结构和性能的测试分析。结果表明,二氧化硅气凝胶附着于纤维表面,提高了材料力学强度。硅酸铝纤维复合二氧化硅气凝胶材料的隔音性能优于玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料。两种纤维复合二氧化硅气凝胶材料耐高温、燃烧性能均达到A级。硅酸铝纤维复合二氧化硅气凝胶材料和玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料的产烟毒性分别为AQ₁级和AQ₂级,导热系数分别为0.034 W/（m·K）和0.033 W/（m·K）。     

可加工气凝胶复合隔热材料的制备及性能表征

针对中高温领域热防护需求,以正硅酸乙酯作为硅源,通过溶胶-凝胶(sol-gel)工艺结合超临界干燥技术制备了可加工高效气凝胶复合隔热材料。对气凝胶复合隔热材料的微观结构、热物理性能及力学性能进行了表征和分析。结果表明:气凝胶纳米粒子均匀分布在复合材料中,组成三维网络结构,孔径在70nm以下,比表面积在800-1000m2/g。热学性能显示,气凝胶复合材料在300℃的导热系数为0.03W/mK,800℃/20min,线收缩1%;力学性能显示,压缩强度为0.2MPa。此外,复合材料具有优异的加工性能。     

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯的力学性能

玄武岩纤维(BF)未经改性处理和经硅烷偶联剂(KH–550和KH–570)进行处理后,添加到高密度聚乙烯(PE–HD)基体树脂中,增强PE–HD的力学性能,用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对硅烷偶联剂处理的BF进行表征,同时,用SEM观察BF增强PE–HD复合材料的拉伸断面。结果表明,随着未经改性处理BF添加量增加,PE–HD复合材料的拉伸强度、弯曲强度逐渐提高,当添加量达到30%时,拉伸强度达到45.5 MPa,提升79.1%;弯曲强度达到41.3 MPa,提升118.9%。经KH–550和KH–570处理的BF添加量达到20%时,PE–HD复合材料的拉伸强度均达到45 MPa以上,其后随着BF添加量继续增加,拉伸强度变化不大,而弯曲强度随BF添加量的增加逐渐增大。当BF添加量达到30%时,BF改性与否对PE–HD复合材料的力学性能的影响不大。当改性BF添加量为5%~15%时,KH–550改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–570改性的高;当改性BF添加量为20%,25%时,KH–570改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–550改性的高。     

不同增容剂对玻璃纤维增强聚甲醛复合材料性能的影响研究

采用硅烷偶联剂γ?氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ?(2,3?环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和高分子増容剂M分别对玻璃纤维增强聚甲醛复合材料(POM/GF)进行增容改性,并通过力学性能测试、扫描电子显微镜、旋转流变仪以及差示扫描量热仪探究增容剂类型及其含量对POM/GF复合材料的力学性能、界面形貌、流变行...     

长玻纤增强尼龙66复合材料性能的研究

在自制装置中用硅烷偶联剂KH550对长玻纤(LGF)进行表面处理后,采用熔融共混法制备了尼龙66/长玻纤复合材料。采用微机全自动热膨胀系数测定仪记录了玻纤增强尼龙66复合材料的热膨胀曲线,分析了玻纤含量、温度对复合材料热膨胀系数的影响,结果表明,随着玻纤含量的增加,复合材料的热膨胀系数显著下降,最大降低了74.2%;随着温度的升高,复合材料的热膨胀系数先增大后减小最后趋于平衡,转折温度在37℃左右。测试了复合材料的力学性能,结果显示复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度随玻纤含量的增加而大幅度提高,最大分别增加了173%、186%和283%。通过扫描电镜观察到玻纤嵌入尼龙66基体中,与尼龙66形成了良好的界面黏结。     

Surface‐modified silica nanoparticles for reinforcement of PMMA

Polymethyl methacrylate (PMMA) was introduced onto the surface of silica nanoparticles by particle pretreatment using silane coupling agent (γ‐methacryloxypropyl trimethoxy silane, KH570) followed by solution polymerization. The modified silica nanoparticles were characterized by Fourier‐transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetric analysis (TGA). Sedimentation tests and lipophilic degree (LD) measurements were also performed to observe the compatibility between the modified silica nanoparticles and organic solvents. Thereafter, the PMMA slices reinforced by silica‐nanoparticle were prepared by in situ bulk polymerization using modified silica nanoparticles accompanied with an initiator. The resultant polymers were characterized by UV–vis, Sclerometer, differential scanning calorimetry (DSC). The mechanical properties of the hybrid materials were measured. The results showed that the glass transition temperature, surface hardness, flexural strength as well as impact strength of the silica‐nanoparticle reinforced PMMA slices were improved. Moreover, the tensile properties of PMMA films doped with silica nanoparticles via solution blending were enhanced. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 2007     

硅烷偶联剂对复合水泥砂浆性能的影响

通过红外光谱分析及砂浆强度测试，研究了硅烷偶联剂对不同种类复合水泥砂浆的稠度、分层度、抗折强度及抗压强度的影响。结果表明，加入硅烷偶联剂能提高普通水泥砂浆、苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度；当硅烷偶联剂质量分数为0．5％时，普通水泥砂浆的抗折强度和抗压强度达到极大值，提高约10％；当硅烷偶联剂质量分数为1％时，苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度达到极大值，提高约20％；同时，硅烷偶联剂还能增大普通水泥砂浆和苯丙胶乳改性水泥砂浆的稠度，但砂浆的分层度略有增大。加入经硅烷偶联剂处理的钢纤维，能够提高普通水泥砂浆及苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度；当钢纤维用硅烷偶联剂质量分数为1％的硅烷偶联剂水溶液处理时，钢纤维增强砂浆的抗折、抗压强度达到极大值，提高10％以上。     

Preparation of fumed silica compacts for thermal insulation using wet processing method

This paper describes the preparation of fumed silica compacts for thermal insulation, using wet processing method. A series of thermal insulation compacts based on fumed silica powder and glass fibers were prepared. The influence of the mass ratio about fumed silica and glass fibers on the fracture strength and thermal conductivity was investigated. The results showed that the fracture strength increased first and then decreased with the mass ratio increasing. The thermal conductivity decreased linearly with the mass ratio increasing. When the compact was pressed under 6 MPa with a mass ratio of 5:1, it exhibited excellent thermal insulation at room temperature with a thermal conductivity of 0.042W/mK. Moreover, the compact was hydrophobic, after being modified by KH‐570.     

阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料的制备与表征

采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为增塑剂增塑聚乳酸,添加改性香蕉纤维和膨胀型阻燃剂(IFR)制备阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料.研究结果表明,偶联剂处理纤维的效果最好,使复合材料的拉伸、弯曲强度分别达到57.49MPa、101.80MPa,与扫描电子显微镜(SEM)的结果一致;IFR含量为5份(以聚乳酸为100份计)时综合性能最佳,材料的极限氧指数达到了 32.8%,垂直燃烧实验达到了 V-0 级(UL-94),材料的拉伸和弯曲强度分别为43.97 MPa 和87.95MPa,效果最好.热失重研究结果表明,阻燃香蕉纤维的加入能明显提高聚乳酸的热分解温度和残炭量.     

SiO2气凝胶提高岩棉和玻璃棉性能的实验研究

以无水乙醇为溶剂,SiO₂气凝胶为溶质,制取SiO₂气凝胶改性溶液。采用浸润及常压干燥的方法制备岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板,研究不同质量分数的SiO₂气凝胶对复合板的短期吸水量、热导率及抗压强度的影响,并分析SiO₂气凝胶质量分数为8%时制备的岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的改性效果,进而采用扫描电镜对复合板的微观形貌进行了表征。结果表明,SiO₂气凝胶均匀附着于无机纤维上,形成了较为稳定的复合体系;随着SiO₂气凝胶质量分数的不断增加,岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水量和热导率都逐渐减小,其抗压强度有一定的提升。比较改性后的岩棉和玻璃棉,后者的防水性能和抗压强度改善更明显。当SiO₂气凝胶质量分数达到8%时,岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水量较改性前分别下降了35.0%和36.2%,热导率分别下降了26.7%和18.3%,抗压强度分别提升了6.5%和102.9%。     

HGB/TPU复合泡沫材料的制备及泡孔结构研究

采用空心玻璃微珠（HGB）填充热塑性聚氨酯（TPU）,制备了HGB/TPU复合泡沫材料。研究了硅烷偶联剂KH550对HGB的表面处理,并借助SEM探讨了不同发泡方式、发泡剂含量、HGB含量对复合泡沫材料微观形态结构的影响。结果表明：经KH550处理的HGB与TPU基体界面结合良好;通过注塑发泡得到的泡沫材料发泡效果较好;当发泡剂含量为1%、HGB含量为2%时复合泡沫材料的泡孔分布均匀,尺寸较为均一。