PP/SiO2和PET/SiO2复合气凝胶的制备及性能研究

为改善传统SiO2气凝胶脆性较大和易碎等缺陷,选取聚丙烯(PP)针刺非织造布和涤纶(PET)吸声棉非织造布作为增强体,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步法和溶胶-凝胶法,以三甲基氯硅烷(TMCS)为疏水改性剂,再通过常压干燥法制备PP/SiO2和PET/SiO2复合气凝胶.对SiO2复合气凝胶的微观形貌结构及...     

热风复合非织造保暖材料的制备与性能

基于热风非织造材料和超细纤维的特性,本文利用超声波粘合工艺将热风非织造材料与超细纤维非织造材料进行复合,开发出了一种新型复合非织造保暖材料,并对其结构和性能进行测试分析,探讨了超细纤维非织造材料以及复合结构对复合材料性能的影响,为复合保暖材料的研究开发提供了一定的参考。     

聚丙烯/聚酯双组分微纳米纤维熔喷非织造材料制备及其性能

针对聚丙烯(PP)超细纤维材料韧性不足的问题,以聚酯(PET)和PP为原料,采用共混熔喷法制备了PP/PET双组分微纳米纤维熔喷非织造材料,研究了PP/PET双组分聚合物熔体的流动指数和热性能,并对制备样品的形貌特征和柔韧性进行分析。结果表明:样品形貌为典型的熔喷非织造材料结构特征,细纤维与粗纤维在水平方向上交错排列形成叠合形态;且随PET质量分数从8% 增大到15%,纤维的平均直径从5.52 μm逐渐降低到3.61 μm;在双组分纤维内,PET与PP之间有清晰相界面,且PET以直径为10~100 nm的微纤形式存在;样品的韧性得分随着PET质量分数的提高从29.91增到35.20。     

ZrO2/SiO2改性隔热纤维素微纤维气凝胶复合织物的制备及其性能

为制备一种隔热的功能纺织品,分别以涤棉混纺机织物、PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布为骨架材料,将经2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化后的纤维素微纤维与Zr⁴⁺、SiO₂前体溶液的混合液浇筑到织物表面,经冷冻干燥后制备ZrO₂和SiO₂改性的隔热纤维素微纤维(CMF)气凝胶复合织物。通过傅立叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热成像仪、厚度仪、强力拉伸仪等对气凝胶复合织物进行表面形貌、化学组成、隔热性能及服用性能分析。结果表明：气凝胶复合织物具有较高孔隙率,且气凝胶层与织物表面结合良好;FTIR和XRD表明Zr和Si成功附着在织物表面构成耐高温层;随着气凝胶层厚度的增加,复合织物的隔热性能也有所提升。本文制备的气凝胶复合织物具备优良的隔热性能,且服用性能良好。     

新型轻薄复合保暖材料的研制

本文介绍了新型轻薄复合保暖材料研制中的原料选用、产品结构设计、生产流程和性能测试的情况。     

SiO2气凝胶在非织造布加工中的应用

SiO2气凝胶是一种新型低密度纳米无机材料,具有比表面积大、导热率低等优良性能,已在电力、化工、建材等领域得到广泛的应用。通过涂层和浸轧的方法将纳米SiO2气凝胶应用于聚酯非织造布加工中,探讨纳米SiO2气凝胶对其力学、热学等相关性能的影响。实验表明,采用涂层或浸轧方式将SiO2气凝胶施加于聚酯非织造布上,无益于隔热效果的改善,但可以改善非织造布的机械性能,并具有一定的阻燃效果。     

海藻酸钠/羧基化纤维素复合气凝胶的保暖性能北大核心

为探究多糖基气凝胶的保暖性能,用高碘酸钠、亚氯酸钠将棉织物纤维素C2、C3位羟基氧化成羧基,高速粉碎后,得到羧基化纤维素纳米微纤(CCNF)。经冷冻干燥,将CCNF制成羧基化纤维素气凝胶(CCA)。将海藻酸钠(SA)与CCNF制成复合气凝胶(SA/CCA),通过不同方法将钙离子引入复合气凝胶,以改善其性能。结果表明:CCNF质量分数为2.0%的CCA,其导热系数为0.100 0 W/(m·K),是棉织物、涤纶织物和尼龙织物的55.93%、58.1%和57.37%;随着CCNF质量分数由0.5%提高到4.0%,CCA导热系数由0.124 8 W/(m·K)降为0.041 9 W/(m·K)。SA/CCA中,H4B的导热系数为0.032 6 W/(m·K),归因于孔隙率高且结构均匀,没有明显裂痕和孔洞结构,降低了内部空气流动;且不同面料制备保暖服装时,H4B与聚酰亚胺泡沫(PI)复合时导热系数最低,为0.037 0 W/(m·K)。     

用SiO2/TiO2复合气凝胶制备超疏水光催化防紫外线织物

为制备一种多功能纺织品,采用溶胶-凝胶法制备SiO₂/TiO₂复合气凝胶,并将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与SiO₂/TiO₂复合气凝胶混合后制备PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料,采用浸—轧—烘工艺将其处理到棉织物表面,同时借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪、原子力显微镜等对处理后织物进行表征,分析其超疏水性、光催化性能与抗紫外线性能。结果表明:处理后棉织物表面具有PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料所构筑的微纳米粗糙结构,PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料已成功处理到棉织物上;处理后棉织物接触角为157.7°,紫外线防护系数值为122.47,光照4 h后对亚甲基蓝光催化降解率达到87.08%。     

SiO2气凝胶/芳纶非织造布复合织物的防护功能

为研究SiO₂气凝胶对芳纶非织造布抗压、阻燃防护功能的影响,以芳纶非织造布为骨架材料,将SiO₂气凝胶施加到芳纶非织造布表面,制备出SiO₂气凝胶混杂芳纶非织造布防护材料。通过扫描电子显微镜对其结构形貌进行表征,借助万能材料试验机对其抗压性能进行分析,最后利用热常数分析仪和火焰手系统,测试并评估了制备的防护材料的阻燃隔热性能。结果表明:SiO₂气凝胶以不同大小的块状、颗粒状填充进入芳纶非织造布纤维间的空隙;SiO₂气凝胶可增强芳纶非织造布的抗压性能,且降低其导热系数;混杂SiO₂气凝胶后芳纶非织造布总的吸收能量值降低,说明SiO₂气凝胶可明显增强芳纶非织造布的热防护效果。     

热黏合聚乙烯/聚丙烯双组分纺黏非织造材料性能及其过滤机制

为研究热黏合加固技术对双组分纺黏非织造材料结构和性能的影响,以聚乙烯(PE)为皮层组分、聚丙烯(PP)为芯层组分,采取热轧和热风2种热黏合方式制备了PE/PP皮芯型双组分纺黏非织造材料,借助扫描电子显微镜、自动滤料测试仪、孔径测试仪、渗水性测定仪等对2种方法制备的纺黏非织造材料的结构和性能进行测试与表征,并对造成过滤性能不同的原因进行理论分析,阐释纤维滤材的过滤机制。结果表明：随着面密度的增加,热轧黏合纺黏非织造材料的平均孔径逐渐减小,耐静水压逐渐增加,其中面密度为80 g/m²时,平均孔径为25.74μm,耐静水压为3.14 kPa;热风黏合纺黏非织造材料在低阻力、高容尘、品质因数方面的表现均优于热轧黏合纺黏非织造材料,其中面密度为80 g/m²时,以质量中值直径为0.26μm的NaCl气溶胶为过滤媒介,在32 L/min的测试流量下,电晕驻极后热风黏合纺黏非织造材料的过滤效率为76.62%,过滤阻力仅为15.85 Pa;纤维过滤材料的孔隙率越大其过滤阻力越小,容尘量越高。     

TiO2/SiO2气凝胶隔热涂层帐篷材料的制备

试验选取TiO2和SiO2气凝胶,制备SiO2气凝胶涂层剂、TiO2涂层剂以及TiO2/SiO2气凝胶涂层剂,并将其涂覆在帐篷表面,制得隔热帐篷材料。通过测量涂层织物的内外温差、拉伸断裂强力和导热系数,讨论功能粒子质量分数对隔热效果的影响。结果表明,未涂层织物内外温差为19.8℃;当SiO2气凝胶质量分数为5%时,织物内外温差为7.9℃;当TiO2质量分数为12%时,织物内外温差为2.6℃;当两者复配以后,5%SiO2气凝胶+12%TiO2时,帐篷隔热性能最好,和未涂层织物相比,内外温差降低17.2℃,拉伸断裂强力为2 173.3 N,导热系数为0.056 W/(m·K)。     

热防护用气凝胶材料的研究进展

为了进一步强化气凝胶材料热防护性能在各个领域的应用,并且确定未来热防护用气凝胶材料的主要研究方向,本文首先简要介绍了气凝胶的定义、结构特点、性能以及隔热机制。其次对气凝胶材料的应用进行了阐述。然后将用于热防护的气凝胶根据原材料进行分类,并分别对各类气凝胶的研究现状展开论述。二氧化硅气凝胶研究时间最长且成果已经较为成熟,其他各类气凝胶的研究还有很大的进步空间,可以针对各类气凝胶材料所具备的独特的优缺点展开研究,以满足各方面的特种需求。最后提出了气凝胶材料的未来发展趋势应该集中在提高耐温上限,消除高温后材料的粉尘问题,改善其力学性能,满足隔热承重一体化防护的需求,提高作为防护服隔热材料时的防水透湿性,创新制作工艺降低成本等方面。     

机织物/隔热涂层三明治结构复合材料的制备及红外隐身性能

为制备一种红外隐身复合材料,以低发射率机织物作为上下表层,隔热涂层作为中间层,采用热压工艺得到了一种三明治结构复合材料。其中低发射率机织物选取FDY涤纶长丝为经纱,镀银尼龙长丝为纬纱;隔热涂层选取表面改性的SiO₂气凝胶为功能填料,E51环氧树脂为成膜剂。对镀银纤维和SiO₂气凝胶颗粒的形貌结构、机织物的红外发射率、隔热涂层膜的导热系数、复合材料的红外隐身性能等进行了测试与分析,确定了最佳工艺条件。结果表明:当SiO₂气凝胶粒径为15μm、在涂层中的质量分数为12%时,涂层膜的隔热性能最好,导热系数低至0.05835 W/(m·K),同时对应复合材料的红外隐身效果最好,使用复合材料伪装热源目标并用热红外成像仪进行测试,可以得出材料表面与周围环境的图像灰度差和红外辐射温度差最小。     

纤维毡复合SiO2气凝胶常压干燥法制备超低导热系数保温隔热材料

SiO2气凝胶由于其独特的纳米多孔结构及超低的导热系数引起人们广泛关注。以纤维毡为基材与SiO2气凝胶复合,经表面修饰和常压干燥制成的超低导热系数保温隔热材料,既保留了纯气凝胶独特的纳米孔结构及超低的导热系数,又大幅度提高了机械强度,扩展了其在保温隔热领域的应用。该材料常温常压下导热系数小于0.025W/(m·K),抗压强度大于2MPa,是一种新颖的优质保温隔热材料。     

A study of the heat insulation performance of pre-oxidized fiber felts of silica aerogel/silicon carbide composite coatings

Abstract

In this article, pre-oxidized fiber felts of silica aerogel/silicon carbide composite coatings were prepared by the coating process and then compounding silica aerogel with silicon carbide powder as the infrared sunscreen on the pre-oxidized fiber felts. The influence of the ratio of the contents of the silica aerogel and silicon carbide as the infrared sunscreen on the heat insulation performance of coating composites of pre-oxidized fiber felts was discussed, and their mechanical properties were investigated. The results show that with increasing silicon carbide content in the composite coating, the coefficient of thermal conductivity increases gradually; when the working temperatures were 100, 150 and 200?°C, the coating composites of pre-oxidized fiber felts had the best heat insulation performance when the mass ratio of the silica aerogel and silicon carbide was 4:7. The working temperature and the steady-state temperature difference of the coating composites shows a linear relationship, so simple calculation methods of the coefficient of thermal conductivity for the coating composites were given at higher temperatures.     

双组分橘瓣型纺粘水刺材料的过滤和力学性能

为获得过滤和力学综合性能优异的双组分橘瓣型纺粘水刺材料,采用单因素试验方法研究了纤网面密度对纺粘水刺非织造材料孔径、过滤性能、拉伸性能以及撕裂性能的影响,并对其结构形貌进行观察分析。结果表明：双组分纤维呈中空橘瓣状,纺粘水刺材料表面纤维大部分裂离为超细纤维,中间层纤维基本为完整的中空结构;纺粘水刺材料的平均孔径为7 ~ 10μｍ,且随着纤网面密度的增大而逐渐减小,过滤效率对应提高;纤网面密度对纺粘水刺材料的纵横向拉伸强力、断裂伸长率和撕裂强力影响显著,随着纤网面密度的提高,上述力学性能指标均逐渐增大,但受到铺网加工方式影响,纺粘水刺材料的纵横向力学性能差异仍较大。     

芳纶/气凝胶复合材料制备及其性能研究

用芳纶沉析纤维与芳纶短纤采用湿法抄纸制得芳纶纸,再加入疏水Si O2气凝胶制备了芳纶/气凝胶复合材料,并测试了芳纶纸和芳纶/气凝胶复合材料的相关性能。结果表明:当芳纶沉析纤维/芳纶短纤质量混比为60∶40时,芳纶纸的力学性能较优;芳纶/气凝胶复合材料的断裂强度和伸长率均随气凝胶含量的增加而减小,但当气凝胶质量分数为1%时,芳纶/气凝胶复合材料的断裂强度和伸长率保持率在85%以上,可有效保证其使用性能;芳纶/气凝胶复合材料比芳纶纸具有更好的耐热性能。     

氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶的超双疏防紫外线纺织品

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,在溶胶-凝胶反应过程中,加入纳米CuS,并采用十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)对其改性,成功制备了氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶(F-CuS/SiO2),并将其与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合应用到棉织物上,制备了超双疏防紫外多功能棉织物。探讨了F-CuS/SiO2质量分数、PDMS质量分数、焙烘温度、焙烘时间等主要因素对整理棉织物疏水性能的影响。结果表明:当F-CuS/SiO2气凝胶为2%,PDMS为1%,焙烘温度为160℃,焙烘时间为8 min时,整理棉织物的疏水性能最佳,水滴接触角可达159.4°,油滴接触角可达151.8°,紫外线防护系数(UPF)为237.43,整理棉织物具有良好的超双疏防紫外自清洁效果。