热塑性聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶隔热材料的制备及性能研究

以热塑性聚氨酯中空纤维为增韧材料,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶技术制备了热塑性聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶隔热材料.考察了纤维类型、中空纤维铺设方式、中空纤维规格对SiO2气凝胶隔热性能的影响.结果表明:中空纤维增韧SiO2气凝胶的隔热性能略低于纯SiO2气凝胶,但其韧性有了显著提高.中空纤维垂直铺设,采用合适的内径及壁厚的中空纤维能获得较好隔热性能的SiO2气凝胶隔热材料.     

石棉绒增强SiO2气凝胶隔热材料常压工艺研究

气凝胶是一种优质隔热材料.本文以石棉绒纤维作为气凝胶的增强材料,以水玻璃为硅源,通过常压干燥工艺进行SiO2气凝胶块体保温隔热材料的制备.研究了湿凝胶制备工艺流程及洗涤工艺对气凝胶材料结构及性能的影响.研究发现,以石棉绒为增强材料常压制备SiO2湿凝胶的最佳制备工艺为:在水、纤维和分散剂配制的纤维分散悬浮液中首先加入乙醇搅拌均匀,然后与水玻璃和氟硅酸钠配制的水玻璃凝胶液搅拌混合,再注模固化;在固化湿凝胶的洗涤和溶剂置换工艺中,以水为洗涤溶剂效果好,产品性能高.以石棉绒为增强材料,采用常压干燥工艺制备的SiO2气凝胶隔热材料具有收缩率小,产品规整,密度小,孔隙率高,及较好的强度和隔热性能.     

莫来石纤维增强SiO2气凝胶隔热材料的制备

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,采用溶胶-凝胶及超临界干燥技术制备了莫来石纤维增强SiO2气凝胶隔热材料,并系统地研究了HF催化剂以及溶剂等制备因素对气凝胶品质的影响。结果表明：HF催化剂、H2O、乙醇和甲酰胺用量对TEOS的水解缩聚反应有较大影响,调节其配比可以制备具有不同密度的SiO2气凝胶隔热材料;添加甲酰胺可以调节凝胶内部网络结构,防止干燥时由于应力不均而开裂或破裂。     

常压溶胶-凝胶法合成SiO2气凝胶的研究

本文以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在常压溶胶-凝胶法中引入新的表面改性技术,合成了疏水性SiO2气凝胶.对样品分别进行了傅立叶转换红外线光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面(BET)表征.结果表明,产品粒径约为13 nm,孔径分布在2～110 nm,密度为110 kg/m3和比表面高达827.56 m2/g,并具有优良的疏水性能,属于由均匀球状粒子构成的具有连续网络结构的低密度多孔疏水性SiO2气凝胶.     

快速溶胶—凝胶法制备SiO2气凝胶的研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为原料，以乙醇为溶剂，以盐酸和氨水为催化剂，用溶胶-凝胶法制得了SiO2气凝胶，大大加快了溶胶-凝胶的反应速率，使得凝胶时间减少至几分钟甚至于更短，TEM测试结果表明所制备的SiO2气凝胶具有纳米多孔结构（骨架颗粒为80nm)实验对溶胶-凝胶过程在不同条件下进行了研究。并对其凝胶过程作了初步探讨。得出了最佳工艺条件。     

疏水型SiO2气凝胶

以多聚硅为硅源，通过溶胶-凝胶、表面修饰及超临界干燥过程制备出了疏水型SiO2气凝胶，表面修饰后SiO2气凝胶洞由修饰前的23．1nm减小到18．2nm，比表面积由修饰前的477m^2g^-1增加到563m^2g^-1，骨架颗粒比修饰前略大，饱和水蒸汽吸附量由吸附前的0．04(重量比)降低到0．0012，且与水不浸润。     

SiO2气凝胶的制备与表征

ＳｉＯ２气凝胶是一种低密度的纳米非晶固体材料,以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）,乙醇（ＥｔＯＨ）和水为原料,以０．０１ｍｏｌ／Ｌ硝酸为催化剂,摩尔比为ＴＥＯＳ：ＥｔＯＨ：Ｈ２Ｏ＝１：５：８,采用溶胶－凝胶法和超临界干燥技术制备了ＳｉＯ２气凝胶,首先,ＴＥＯＳ在室温下水解０．５ｈ制得醇凝胶,然后将乙醇注入醇凝胶以置换其中的水,最后将醇凝胶放入压力容顺并加入适量乙醇,升温至２７０℃,压力可达１０．６ＭＰａ,采     

重复使用对纤维增强SiO2气凝胶材料隔热性能的影响

以纤维增强SiO2气凝胶为研究对象,采用石英灯红外辐射加热,将样品热面置于650℃的环境下保温4 h,研究了重复使用(10、20、30次)对材料隔热性能的影响并分析了相关机制.结果表明:随着重复使用次数的增加,纤维增强SiO2气凝胶隔热性能发生衰减.重复使用10次,冷面温度为106℃;重复使用30次,冷面温度已经升高至...     

莫来石纤维增强SiO_2气凝胶隔热材料的制备工艺研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氢氟酸(HF)为催化剂,采用溶胶-凝胶法及超临界干燥技术制备了莫来石纤维增强S iO2气凝胶隔热材料,研究了HF催化剂、溶剂等制备因素对溶胶-凝胶过程的影响。结果表明,加入HF可以大大加快凝胶化过程,使凝胶时间从几小时缩短至几分钟;溶剂EtOH对凝胶化过程有明显的抑制作用,凝胶时间随其用量的增加而增加;H2O对凝胶化过程的影响比较复杂,凝胶时间随其用量的增加先减后增,转折点处水硅摩尔比为5∶1;气凝胶制备过程中加入甲酰胺可以调节凝胶内部网络结构,防止干燥时由于应力不均而开裂或破裂;适宜的原料配比(摩尔比)为:TEOS∶H2O∶HF∶EtOH∶甲酰胺=1∶(4~6)∶(0.05~0.1)∶(3~6)∶(0.3~0.5)。     

疏水SiO2气凝胶制备

以自制的硅溶胶为原料，通过三甲基氯硅缈六甲基二硅氧烷（trimethylehlorosilsne／hexamethyldlsiloxane，TMCS／HMDSO）混合液对制得的水凝胶直接进行表面改性，用乙醇洗涤以后，在常压条件下干燥后得到疏水的SiO2气凝胶。研究表明；当溶胶液pH值从3变到5，最终得到的气凝胶的密度随pH值的增大逐渐减小到最低点后又有所增大，而气凝胶的比表面积则呈相反的变化趋势。当改性剂TMCS／H20的摩尔比大于0．1时，最终可得到疏水的气凝胶，当其大于0．2后气凝胶的密度和疏水性变化不大。Si02气凝胶密度和比表面积分别在100-160kg／m^3和539-720m^2／g范围。     

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))。     

SiO2气凝胶隔热毡的制备及性能研究

利用原位合成法在常压干燥下制备了SiO2气凝胶隔热毡,研究了水玻璃体积分数、反应溶液pH值和表面改性剂用量对SiO2气凝胶隔热毡性能的影响.结果表明,随着水玻璃/去离子水的体积比和反应溶液pH值分别在1:1～1:5和7.5～9范围变化时,SiO2气凝胶隔热毡的孔隙率都是先增大后减小,密度和导热系数则均是相应先减小后增大...     

纤维增强Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料研究进展

Al₂O₃-SiO₂气凝胶是一种低密度、高比表面积、高孔隙率、低热导率的三维结构纳米多孔材料,在航空航天、建筑保温、石油化工等领域具有广泛的应用前景,是理想的高温隔热基体之一。但纯Al₂O₃-SiO₂气凝胶力学性能和抑制高温辐射传热能力较弱,限制了自身在隔热领域的应用。采用纤维作为增强体,制备的Al₂O₃-SiO₂气凝胶复合材料同时具有较好的力学和隔热性能,是目前国内外高温隔热材料方向的研究热点之一。本文介绍了纤维增强Al₂O₃-SiO₂气凝胶隔热复合材料的制备方法,综述了目前国内外该材料的研究进展,并对其未来发展趋势做了展望。     

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。     

SiO2气凝胶透明隔热涂料的研制

用稳定剂爱利索TM RM-825对SiO2气凝胶进行改性并制备成浆料,以水性丙烯酸树脂为成膜物,在助剂的配合下制得水性纳米透明隔热涂料。实验结果表明,用稳定剂对SiO2气凝胶进行改性,能够实现纳米颗粒的均匀分散。玻璃涂覆膜厚为20～25μm时,涂膜有良好的机械性能,可见光透过率大于89%,透明性好,同时有较好的隔热效果。     

热处理对SiO2气凝胶复合绝热毡隔热特性的影响

为探究热处理对SiO2气凝胶复合绝热毡导热系数的影响机理,选取三家不同型号(Ⅲ型、Ⅱ型)的试样(1#、2#、3#)为研究对象,在600℃条件下进行热处理,分析了处理前后试样导热系数的变化趋势.进一步将三种试样在300℃条件下反复处理20次,研究常温导热系数的稳定性.利用SEM、TG-DSC、FT-IR等方法对试样微观结构和热稳定性进行表征.结果 表明,600℃热处理后,三种试样中的气凝胶均出现致密化现象,试样内部有机物质基本被去除,导热系数增大.气凝胶骨架密度的增大和裂缝内对流现象增强是导致这一现象出现的主要原因.相较未经处理的情况,经过300℃处理后的试样,常温导热系数在初次处理后最大增加了13.3％,多次处理后没有明显变化.Ⅲ型和Ⅱ型试样的导热系数随处理次数变化趋势一致.     

纤维复合SiO2气凝胶的研究进展

SiO2气凝胶因其纳米尺度的多孔结构,具有低密度、低热导率的特性,因此广泛应用于保温绝热领域.然而,SiO2气凝胶脆性大、易碎的缺点限制了其在实际中的应用范围.纤维增强法制备的SiO2气凝胶,不仅极大改善了这一缺点,且制备工艺简单、力学性能优异,是目前最常见的一类复合气凝胶.介绍了纤维复合SiO2气凝胶的制备工艺,综述了几种纤维复合SiO2气凝胶力学性能增强方法的研究进展.     

Fiber Reinforced Polyimide Aerogel Composites with High Mechanical Strength for High Temperature Insulation

Glass fiber/polyimide aerogel composites are prepared by adding glass fiber mat to a polyimide sol derived from diamine, 4,4′‐oxydianiline, p‐phenylene diamine, and dianhydride, 3,3′,4,4′‐biphenyltetracarboxylic dianhydride. The fiber felt acts as a skeleton for support and shaping, reduces aerogel shrinkage during the preparation process, and improves the mechanical strength and thermal stability of the composite materials. These composites possess a mesoporous structure with densities as low as 0.143–0.177 g cm^?3, with the glass fiber functioning to improve the overall mechanical properties of the polyimide aerogel, which results in its Young's modulus increasing from 42.7 to 113.5 MPa. These composites are found to retain their structure after heating at 500 °C, in contrast to pure aerogels which decompose into shrunken ball‐like structures. These composites maintain their thermal stability in air and N₂ atmospheres, exhibiting a low thermal conductivity range of 0.023 to 0.029 W m^?1 K^?1 at room temperature and 0.057to 0.082 W m^?1 K^?1 at 500 °C. The high mechanical strengths, excellent thermal stabilities, and low thermal conductivities of these aerogel composites should ensure that they are potentially useful materials for insulation applications at high temperature.